前兩章我們講的是分散式作業系統的通訊和同步；下面我們要進一步理解程序。這裡講的程序跟單機計算機的程序本質是一樣的，但在分散式作業系統中程序管理有自己特殊的部分，特別是在多處理機環境下，如何管理程序就變得格外重要。在分散式系統中一個程序可能有多個執行緒，這種執行緒併發的能力帶來了很大的好處，但也讓分散式作業系統變得更加複雜。我們先研究下執行緒的概念、然後學習如何管理處理機和程序，然後介紹分散式中處理機的分配和排程，最後研究兩種特殊的分散式系統。

3.1 執行緒

統一程序中的不同執行緒並不像不同的程序之間完全是相互獨立的，所有執行緒有同一地址空間，也就是它們共享全域性變數; 因為執行緒被髮明出來就是用來共享資源、協同工作、更加有效的完成任務的，所以執行緒之前需要相互共享資源、相互通訊，也就是執行緒的同步。

3.2 系統模型

程序在處理機上執行，在傳統系統中僅有一個處理機，因此不會出現怎樣利用處理機的問題；但在有多個處理機的分散式系統中，這就成為了一個主要的設計問題。分散式系統中的處理機可以用多種方式組織：工作站模型和處理機池模型，還有兩者的混合模型。

• 工作站模型：分散式系統是由分佈在建築物(公司辦公網)中或者校園中並由告訴區域網連線起來的工作站構成。 ----> 校園、公司辦公網等據魚丸
• 處理機池模型:  在機櫃裡面放滿CPU，它們可以根據需要動態地分配給使用者；這種莫可行不是未使用者提供個人工作站，而是給他們提供高效能的圖形終端來接收使用者的指令和任務，所有的任務都是在後面的分散式作業系統來完成。  -----> 各大網際網路公司的資料中心

3.3  處理機分配

在分散式系統中無論處理機用什麼模型來工作，是工作站模型、處理機池模型，還是二者的混合模型，都需要決定在哪些處理機上分配哪些程序(task) 來完成一個大的任務；這個怎麼分配就必須有一個演算法來分配，達到所有處理機的負載均衡。    分配策略有2種：一種是可遷移的，一種是不可遷移的

• 可遷移的：分配給處理機的任務後，如果處理機負載比較高，可以把任務遷移到負載低的處理機；現在分散式作業系統肯定是可以遷移的
• 不可遷移的：分配給處理機後，不管這臺機器的負載多高，都不會遷移，只能死等；但如果這臺處理機器出現問題，那是可以遷移的

3.4 分散式系統的排程

一個分散式系統的排程模組主要會有2個角色：資源管理者 和 任務排程

• 資源管理就是：給任務或者服務分配計算機資源cpu、儲存資源mem +disk，網路資源traffic和I/O 資源;一般是基於cgroup 的機制來實現設定cpu和mem
• 任務排程：類似於hadoop 處理的task；先把大的task 分解成許多個小的task 【分解多少個需要根據任務的大小和叢集大小來決定】，然後給每個task 分配一個處理機，並監控每個小task 完成(如果處理機負載高或者故障，需要把這個task 遷移其他的處理機器)，在所有的task 完成後進行資料的merge，最後獲取這個task 的輸出結果

3.5 分散式系統的容錯

作為一個分散式系統，容錯可以說是一個標配；因為分散式作業系統是多處理機(規模可大可小，如果大可以有幾百萬臺處理機)；物理是處理機的硬體還是分散式作業系統的軟體系統都有可能出錯；當出現錯誤時需要分散式作業系統能容錯，讓程式繼續跑，而且能得到正確的結果。

出錯分類：

• 物理硬體錯誤：每臺處理機都有CPU、mem、磁碟、網絡卡等等硬體，這些硬體都有出錯的概率
• 系統失效(中介軟體)：分散式作業系統裡面有很多中介軟體，這些中介軟體異常的概率也是有的，那任何一箇中間件失效，分散式作業系統都需要具備容錯的功能
• 同步系統和非同步系統：比如傳送給中介軟體一個請求，在指定的時間內返回結果就任務是正常，如果不能返回就認為是異常

容錯的方案---冗餘

• 位資訊冗餘：程式碼層，在程式碼中加上一個位資訊，用來表示出錯時的解決之道
• 時間冗餘：如果時間不要求，可以重新執行一遍
• 物理冗餘：物理硬體的冗餘，比如現在有很多冗餘的處理機器，一臺如果壞了可以用空閒的直接替換；故障的機器只需要打一個標籤即可

3.6 實時分散式系統

跟單機作業系統一樣，很多場景也需要我們的作業系統是實時返回的，不能類似hadoop  一個task 可以跑一天後才出現結果；這樣的作業系統就叫實時分散式作業系統;實時分散式作業系統涉及到下面幾個問題：

• 時鐘同步
• 實時通訊
• 實時排程