Ce este Multithreading?
Multithreading este o tehnică de a executa mai multe fire simultan. Nu lasă procesul sau un sistem de operare să genereze mai multe copii ale programului care rulează pe computer, ci gestionează mai mulți utilizatori sau mai multe solicitări ale aceluiași utilizator în același timp, fără a crea mai multe copii ale programului. Acest articol vă va oferi informații despre Multithreading și vă va oferi o idee de bază despre ce și cum este o tehnologie importantă de învățat. Un fir este un proces ușor și cea mai mică unitate de procesare, iar rularea simultană a mai multor fire se numește multitreading. Deci, practic este o metodă de a utiliza un singur set de cod de către mai multe procesoare.
Înțelegerea multitreading
Există doi termeni care trebuie înțeleși pentru înțelegerea multitratului.
- Fire: Firul este unitatea independentă sau de bază a unui proces.
- Proces: un program care se execută se numește proces, există mai multe fire într-un proces.
Execuția în multitreading este concomitentă și paralelă.
- Execuție simultană: Dacă procesorul poate schimba resursele de execuție între fire dintr-un proces multithreaded pe un singur procesor, atunci se spune că este o execuție simultană.
- Execuție paralelă: Când fiecare thread din proces poate rula pe un procesor separat în același timp în același proces multithreaded, atunci se spune că este o execuție paralelă.
Tipuri de fire
- Fire la nivel de utilizator : sunt create și gestionate de utilizatori. Sunt utilizate la nivelul aplicației. Nu există nicio implicare a sistemului de operare. Un exemplu bun este atunci când folosim filetare în programare, cum ar fi în Java, C #, Python, etc, folosim fire de utilizator.
Există câteva date unice încorporate în fiecare fir care ajută la identificarea lor, cum ar fi:
- Contor de programe : Un contor de programe este responsabil pentru păstrarea urmelor instrucțiunilor și pentru a spune ce instrucțiune trebuie executată.
- Înregistrare : Registrele de sistem sunt acolo pentru a ține evidența variabilei de lucru curente a unui thread.
- Stack : conține istoricul execuției firelor.
- Filet la nivel de nucleu : sunt implementate și acceptate de sistemul de operare. În general, necesită mai mult timp pentru a executa decât firele de utilizator. De exemplu, Windows Solaris.
Modele multithreading
Modelele multithreading sunt de trei tipuri
- De la mulți la mulți
- Mulți la unul
- Unul la început
De la mulți la mulți : Orice număr de fire de utilizator poate interacționa cu un număr egal sau mai mic de fire de kernel.
Multe la unu : mapează multe fire la nivel de utilizator la un fir la nivel de kernel.
Un la unu : relația dintre firul la nivel de utilizator și firul la nivel de nucleu este unul la unu.
Utilizările multitreading
Multithreading este o modalitate de a introduce paralelismul în sistem sau program. Așadar, îl puteți folosi oriunde vedeți căi paralele (unde două fire nu depind de rezultatul celuilalt) pentru ao face rapid și ușor.
De exemplu:
- Prelucrarea datelor mari unde pot fi împărțite în părți și obțineți-le folosind mai multe fire.
- Aplicațiile care implică un mecanism precum validarea și economisirea, producerea și consumarea, citirea și validarea se fac în mai multe fire. Puține exemple de astfel de aplicații sunt servicii bancare online, reîncărcări etc.
- Poate fi folosit pentru a face jocuri în care diferite elemente rulează pe diferite fire.
- În Android, este utilizat pentru a apăsa API-urile care rulează în threadul de fundal pentru a salva oprirea aplicației.
- În aplicațiile web, este utilizat atunci când doriți ca aplicația dvs. să primească apeluri asincrone și să funcționeze asincron.
Avantajele multitreadingului
- Economic : este economic, deoarece au aceleași resurse de procesare. Durează mai puțin timp pentru a crea fire.
- Partajarea resurselor : Permite thread-urilor să partajeze resurse precum date, memorie, fișiere etc. Prin urmare, o aplicație poate avea mai multe fire în același spațiu de adrese.
- Sensibilitate : Crește capacitatea de reacție a utilizatorului, deoarece permite programului să continue să funcționeze chiar dacă o parte a acestuia efectuează o operație îndelungată sau este blocată.
- Scalabilitate : crește paralelismul pe mai multe mașini de procesor. Îmbunătățește performanța mașinilor cu mai multe procesoare.
- Îmbunătățește utilizarea resurselor procesorului.
De ce ar trebui să folosim Multithreading?
Ar trebui să folosim Multithreading din următoarele motive:
- Pentru a crește paralelismul
- Pentru a utiliza cele mai multe resurse disponibile pentru procesor.
- Pentru a îmbunătăți receptivitatea aplicației și a oferi o interacțiune mai bună cu utilizatorul.
Condiții preliminare pentru învățarea Multitreading
Dacă știți să codați și să scrieți eficient programe cu un singur fir, sunteți gata să învățați și să aplicați Multithreading.
Domeniul de aplicare a Multithreading
În lumea tehnică de astăzi dezvoltarea software-ului nu se face așa cum se făcea în software-ul istoric.
In zilele de azi,
- Mașinile cu mai multe nuclee sunt obișnuite și putem reduce costul de calcul utilizând mai multe fire.
- Aplicațiile moderne obțin informații dintr-o varietate de surse.
Acești doi factori ne spun pur și simplu că informațiile vor fi disponibile în mod asincron. Deci, în viitorul apropiat, ceea ce ar conta nu este multithreading, ci o modalitate de a face față asincroniei, iar asincronia poate fi abordată doar cu multithreading.
Cine ar trebui să învețe Multithreading?
Oamenii care fac coduri și dezvoltă aplicații sau software sau procesoare ar trebui să învețe multitreading, deoarece aceasta este singura modalitate de a folosi procesoarele dvs. și de a gestiona asincronia.
Creșterea carierei în multitreading
Această tehnică nu va muri niciodată, deoarece are unele avantaje unice care nu pot fi realizate de nicio altă tehnică. Companiile caută dezvoltatori care să poată codifica thread-uri pentru a profita la maximum de resurse și pentru a reduce costurile. Prin urmare, are o bună creștere în carieră și oportunități.
Concluzie
În lumea computerelor, atunci când vorbim despre paralelism, vorbim despre multithreading. Implementarea multitreading este rezonabil de eficientă și simplă, deoarece face munca mai ieftină. Specialitatea sa de a face față asincroniei o face unică. Prin urmare, este în cerere și este o tehnologie demnă de învățat.
Articole recomandate
Acesta a fost un ghid pentru Ce este Multithreading. Aici am discutat despre tipuri, utilizări, avantaje și creșterea în carieră a multithreading. Puteți parcurge și alte articole sugerate pentru a afla mai multe -
- Ce este JavaScript?
- Ce este Data Analytics?
- Ce este baza de date MySQL?
- Ce este inteligența artificială?