中断挂起是指在计算机程序运行时,发生了一个中断(例如IO请求),但是处理该中断的程序还没有完成,此时CPU将该中断先暂时挂起,去执行其他任务,等待处理该中断时再重新调用。
中断挂起的目的是为了提高系统的并发性和响应速度。当一个中断请求到来时,CPU会暂时挂起当前任务去处理该请求,但是如果该请求的处理时间过长会影响其他任务的执行,此时就需要将该中断挂起,并等待下一次调度时再去处理。
中断挂起的流程主要包括以下几个步骤:
1. 确定是否需要挂起中断:当一个中断请求到来时,CPU会优先处理该请求,如果该请求的处理时间超过一定阈值,就会判断是否需要将该请求挂起。
2. 将中断挂起:如果需要将该中断挂起,CPU会将该中断的状态保存在中断控制器中,并暂停中断的处理程序。
3. 处理其他请求:挂起中断之后,CPU会去执行其他请求或任务。
4. 恢复中断处理:当下一次调度时,CPU会重新启动中断的处理程序,并根据中断控制器中保存的状态来恢复中断的处理。
中断挂起主要应用于需要同时处理多个并发任务的系统中,例如操作系统的内核、网络传输等。具体应用场景包括:
1. 网络传输:在网络传输过程中,可能会同时有多个请求需要处理,如果每个请求都要等待上一个请求处理完才能处理,会大大降低网络响应速度。使用中断挂起可以让CPU在处理一个请求时,先挂起其他请求,等待处理完成后再调用。
2. 操作系统内核:操作系统内核需要同时处理多个请求,例如进程管理、IO请求等。如果所有请求都要等待上一个请求处理完才能处理,会导致系统响应速度很慢。使用中断挂起可以让CPU在处理一个请求时,挂起其他请求,等待处理完成后再调用。
中断挂起的实现方式主要包括使用中断控制器进行状态管理以及使用多线程进行任务调度。
1. 中断控制器:中断控制器是一种硬件设备,可以在CPU执行一个任务时,将中断保存在控制器中,并等待下一次调用时恢复状态。中断控制器通常由操作系统内核来管理,通过软件来实现中断挂起。
2. 多线程:多线程可以让CPU同时执行多个任务,通过线程调度器来管理任务的执行。在实际应用中,通常使用多线程来实现中断挂起功能,例如Java中的Thread类就支持线程挂起和恢复操作。