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Neue POSIX-Threads für Linux

Über 100.000 Threads auf Pentium-II-System unter Linux

Linux-Entwickler Ulrich Drepper kündigte jetzt eine erste öffentliche Version einer neuen POSIX-Thread-Bibliothek für GNU/Linux an. Die auf den Namen "Native POSIX Thread Library", kurz NPTL, getaufte Implementierung wurde von Red Hat gesponsert und soll die Skalierbarkeit von GNU/Linux als Betriebssystem erhöhen. Sollten sich keine größeren Designfehler in dem jetzt veröffentlichten Code finden, wird dies wohl die Standard-POSIX-Thread-Bibliothek für Linux-Systeme werden und dementsprechend auch Einzug in die GNU C Library halten.

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Die neue POSIX-Thread-Bibliothek fußt auf einer engen Zusammenarbeit von Kernel- und Runtime-Entwicklen. So entstanden neben den notwendigen Änderungen am Linux-Kernel auch die entsprechenden Teile der Thread-Bibliothek. "Wann immer etwas nicht optimal implementiert werden konnte, wird ein Interface verändert, um das Problem zu eliminieren", so Drepper. So entstand im Gegensatz zu früheren Ansätzen eine eher leichtgewichtige Schicht, die für maximale Performance zum geringstmöglichen Preis sorgen soll.

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Dabei basiert die NPTL auf einem 1-zu-1-Modell, während frühere Ansätze davon ausgingen, dass eine M-zu-N-Implementierung nötig sei. Nun habe man aber die Limitierung im Kernel beheben können, was den Weg für die jetzt gewählte Implementierung möglich machte. Diese sei vor allem weniger komplex und komme ohne ein zweischichtiges Scheduling aus, d.h. alle Scheduling-Entscheidungen werden vom Kernel gefällt.

Erste Test haben laut Drepper gezeigt, dass es problemlos möglich ist, auf einem älteren IA-32-System mit zwei 450-MHz-Pentium-II-Xeon-Prozessoren über 100.000 Threads innerhalb von 2,3 Sekunden zu erzeugen und zu zerstören. Zudem besitzt die neue Implementierung auf 64-Bit-Systemen quasi keine Grenzen bezüglich Threads mehr. Lediglich die vorhandenen Hardware-Ressourcen wie RAM und die Prozessorleistung setzen Schranken.

Dennoch geht die Arbeit an weiteren Optimierungen vor allem für hohe Zahlen gleichzeitiger Threads weiter. Doch habe sich schon jetzt gezeigt, dass sich mit ausreichend Ressourcen und einer fähigeren Hardware-Architektur mehr Threads erzeugen lassen als auf dem oben genannten Test-System.

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