Čo je to multithreading?
Multithreading je technika vykonávania viacerých vlákien súčasne. Nedovoľuje, aby proces alebo operačný systém generoval viac kópií programu bežiaceho v počítači, ale spravuje viac používateľov alebo viac požiadaviek toho istého používateľa súčasne bez vytvárania viacerých kópií programu. Tento článok vám poskytne informácie o multithreadinge a dá vám základnú predstavu o tom, prečo a ako je dôležité naučiť sa dôležitú technológiu. Vlákno je ľahký proces a najmenšia jednotka spracovania a beh viacerých vlákien súčasne sa nazýva multithreading. V podstate ide o metódu použitia jednej sady kódov viacerými procesormi.
Pochopenie multithreadingu
Na pochopenie viacvláknového spracovania je potrebné pochopiť dva pojmy.
- Vlákno: Vlákno je nezávislá alebo základná jednotka procesu.
- Proces: Program, ktorý sa vykonáva, sa nazýva proces, v procese existuje viac vlákien.
Vykonávanie vo viacvláknových procesoch je súbežné aj paralelné.
- Súbežné vykonávanie: Ak procesor môže prepínať prostriedky vykonávania medzi vláknami v procese s viacerými vláknami na jednom procesore, potom sa hovorí, že ide o súbežné vykonanie.
- Paralelné vykonanie: Keď každé vlákno v procese môže bežať na samostatnom procesore v rovnakom čase v rovnakom procese s viacerými vláknami, potom sa hovorí, že ide o paralelné vykonanie.
Druhy nití
- Vlákno na úrovni používateľa : Sú vytvárané a spravované používateľmi. Používajú sa na aplikačnej úrovni. OS nie je zapojený. Dobrým príkladom je, keď používame vlákna v programovaní ako v Java, C #, Python atď., Používame užívateľské vlákna.
Do každého vlákna sú zahrnuté jedinečné údaje, ktoré ich pomáhajú identifikovať, napríklad:
- Počítadlo programov : Počítadlo programov je zodpovedné za udržiavanie prehľadu pokynov a za to, ktoré inštrukcie sa majú vykonať ďalej.
- Register : Systémové registre slúžia na sledovanie aktuálnej pracovnej premennej vlákna.
- Stack : Obsahuje históriu vykonania vlákna.
- Vlákno na úrovni jadra : Sú implementované a podporované operačným systémom. Vykonanie spravidla trvá dlhšie ako vlákno používateľa. Napríklad Window Solaris.
Modely s viacerými vláknami
Modely s viacerými vláknami sú troch typov
- Veľa až veľa
- Mnoho k jednému
- Jeden na
Mnoho až mnoho : Ľubovoľný počet užívateľských vlákien môže interagovať s rovnakým alebo menším počtom jadrových vlákien.
Mnoho k jednému : Mapuje veľa vlákien na úrovni používateľa na jedno vlákno na úrovni jadra.
Jeden ku každému : Vzťah medzi vláknom na úrovni užívateľa a vláknom na úrovni jadra je jeden na jeden.
Použitie viacvláknového spracovania
Multithreading je spôsob, ako zaviesť paralelizmus do systému alebo programu. Takže ho môžete použiť všade, kde vidíte paralelné cesty (kde dva vlákna nie sú závislé od výsledku jedného druhého), aby bolo rýchle a ľahké.
Napríklad:
- Spracovanie veľkých dát, kde je možné ich rozdeliť na časti a dosiahnuť ich pomocou viacerých vlákien.
- Aplikácie, ktoré zahŕňajú mechanizmus, ako je overovanie a ukladanie, vytváranie a spotreba, čítanie a overovanie, sa vykonávajú vo viacerých vláknach. Príkladom takýchto aplikácií je online bankovníctvo, dobíjanie atď.
- Môže sa použiť na výrobu hier, kde na rôznych vláknach bežia rôzne prvky.
- V systéme Android sa používa na prístup k rozhraniam API, ktoré sú spustené v pozadí vlákna, aby sa zabránilo zastaveniu aplikácie.
- Vo webových aplikáciách sa používa, keď chcete, aby vaša aplikácia získala asynchrónne volania a asynchrónna výkonnosť.
Výhody multithreadingu
- Ekonomické : Je to ekonomické, pretože zdieľajú rovnaké prostriedky procesora. Vytvorenie vlákien trvá kratšiu dobu.
- Zdieľanie zdrojov : Umožňuje vláknom zdieľať prostriedky, ako sú dáta, pamäť, súbory atď. Preto môže mať aplikácia viacero vlákien v rovnakom adresnom priestore.
- Citlivosť : Zvyšuje citlivosť pre používateľa, pretože umožňuje programu pokračovať v činnosti, aj keď jeho časť vykonáva zdĺhavú operáciu alebo je blokovaná.
- Škálovateľnosť : Zvyšuje paralelizmus na viacerých procesoroch. Zvyšuje výkonnosť zariadení s viacerými procesormi.
- Zlepšuje využitie prostriedkov procesora.
Prečo by sme mali používať viacvláknové spracovanie?
Multithreading by sme mali používať z nasledujúcich dôvodov:
- Zvýšiť paralelizmus
- Využiť čo najviac dostupných zdrojov CPU.
- Zlepšiť odozvu aplikácie a poskytnúť lepšiu interakciu s používateľom.
Predpoklady pre učenie sa multithreadingu
Ak viete kódovať a ako efektívne písať programy s jedným vláknom, ste pripravení sa naučiť a používať viacvláknové spracovanie.
Rozsah viacvláknového spracovania
V dnešnom technickom svete sa vývoj softvéru nevykonáva tak, ako sa to stalo v historickom softvéri.
V dnešnej dobe,
- Mnohojadrové stroje sú bežné a my môžeme znížiť výpočtové náklady použitím viacerých vlákien.
- Moderné aplikácie získavajú informácie z rôznych zdrojov.
Tieto dva faktory nám jednoducho hovoria, že informácie budú dostupné asynchrónnym spôsobom. Takže v blízkej budúcnosti nebude záležať na multithreadinge, ale o spôsobe, ako sa vysporiadať s asynchróniou, a asynchrónnosť sa dá riešiť len s multithreadingom.
Kto by sa mal učiť multithreading?
Ľudia, ktorí robia kódovanie a vyvíjajú aplikácie alebo softvér alebo procesory, by sa mali učiť multithreading, pretože to je jediný spôsob, ako využiť vaše CPU a zvládnuť asynchrónnosť.
Kariérny rast vo viacvláknovej výrobe
Táto technika nikdy nezomrie, pretože má niekoľko jedinečných výhod, ktoré nemožno vykonať žiadnou inou technikou. Spoločnosti hľadajú vývojárov, ktorí dokážu kódovať aj vlákna, aby čo najlepšie využili zdroje a znížili náklady. Preto má dobrý kariérny rast a príležitosti.
záver
V počítačovom svete, keď hovoríme o paralelizme, hovoríme o multithreadinge. Implementácia multithreadingu je primerane efektívna a priama, pretože zlacňuje prácu. Vďaka svojej špecialite na asynchrónnosť je jedinečný. Preto sa vyžaduje a je to užitočná technológia, ktorá sa musí učiť.
Odporúčané články
Toto bol sprievodca pre Čo je multithreading. Tu sme diskutovali o typoch, použití, výhodách a kariérnom raste multithreadingu. Viac informácií nájdete aj v ďalších navrhovaných článkoch -
- Čo je to JavaScript?
- Čo je to Analýza údajov?
- Čo je MySQL databáza?
- Čo je to umelá inteligencia?