logo

Multithreading în sistemul de operare

A fir este o cale care este urmată în timpul execuției unui program. Majoritatea programelor scrise acum o zi rulează ca un singur fir. Să spunem, de exemplu, un program nu este capabil să citească apăsările de taste în timp ce face desene. Aceste sarcini nu pot fi executate de program în același timp. Această problemă poate fi rezolvată prin multitasking, astfel încât două sau mai multe sarcini pot fi executate simultan. Multitasking-ul este de două tipuri: bazat pe procesor și bazat pe thread. Multitasking bazat pe procesor este gestionat în totalitate de sistemul de operare, cu toate acestea, multitasking prin multithreading poate fi controlat de programator într-o oarecare măsură. Conceptul de multi-threading necesită o înțelegere adecvată a acestor doi termeni - un proces și un fir . Un proces este un program care se execută. Un proces poate fi împărțit în continuare în unități independente cunoscute sub numele de fire. Un fir este ca un mic proces ușor din cadrul unui proces. Sau putem spune că o colecție de fire este ceea ce este cunoscut ca un proces. Aplicatii - Filetarea este utilizată pe scară largă în aproape toate domeniile. Cel mai larg este văzut pe internet în zilele noastre, unde folosim procesarea tranzacțiilor de orice tip, cum ar fi reîncărcări, transfer online, servicii bancare etc. Threading-ul este un segment care împarte codul în părți mici, care au o greutate foarte ușoară și are o povară mai mică pentru procesor. memorie astfel încât să poată fi rezolvată cu ușurință și să poată atinge obiectivul în domeniul dorit. Conceptul de filetare este conceput din cauza problemei schimbărilor rapide și regulate ale tehnologiei și mai puțin a muncii în diferite zone datorită aplicării mai puține. Apoi, după cum se spune, necesitatea este generarea de creație sau inovare, prin urmare, urmând această abordare, mintea umană dezvoltă conceptul de fir pentru a îmbunătăți capacitatea de programare.

Ciclul de viață al unui fir

Există diferite etape în ciclul de viață al unui fir. Următoarele sunt etapele prin care trece un fir de-a lungul întregii sale vieți.

  • Nou: Ciclul de viață al unui fir născut (fir nou) începe în această stare. Rămâne în această stare până la pornirea unui program.
  • Rugabil : Un thread devine rulabil după ce începe. Se consideră că execută sarcina care i-a fost dată.
  • Aşteptare : În timp ce se așteaptă ca un alt fir să efectueze o sarcină, firul care rulează în prezent intră în starea de așteptare și apoi trece din nou înapoi după ce a primit un semnal de la celălalt fir.
  • Așteptare temporizată: Un fir de execuție care poate fi rulat intră în această stare pentru un interval de timp specific și apoi trece înapoi când intervalul de timp expiră sau are loc evenimentul pe care îl aștepta firul de execuție.
  • Terminat (Mort) : Un thread intră în această stare după finalizarea sarcinii sale.

Tipuri de execuție în OS

Există două tipuri de execuție:



  1. Execuție concomitentă: Acest lucru se întâmplă atunci când un procesor reușește să schimbe resursele între fire într-un proces multithread pe un singur procesor.
  2. Execuție paralelă: Acest lucru se întâmplă atunci când fiecare fir din proces rulează pe un procesor separat în același timp și în același proces cu mai multe fire.

Dezavantajele multithreadingului

Multithreadingul este complex și de multe ori dificil de gestionat. Are câteva dezavantaje. Acestea sunt:

sortare bule java
  • Dacă nu utilizați în mod corespunzător mecanismele de blocare, în timp ce investigați problemele de acces la date, există șansa să apară probleme precum inconsecvența datelor și blocarea.
  • Dacă multe fire încearcă să acceseze aceleași date, atunci există șansa să apară situația de foame a firelor. Problemele de conflict de resurse sunt o altă problemă care poate deranja utilizatorul.
  • Probleme de afișare pot apărea dacă firele de execuție nu sunt coordonate la afișarea datelor.

Beneficiile Multithreading:

  • Multithreadingul poate îmbunătăți performanța și eficiența unui program prin utilizarea mai eficientă a resurselor CPU disponibile. Executând mai multe fire simultan, poate profita de paralelism și poate reduce timpul general de execuție.
  • Multithreadingul poate îmbunătăți capacitatea de răspuns în aplicațiile care implică interacțiunea utilizatorului. Separând sarcinile care consumă timp de firul principal, interfața cu utilizatorul poate rămâne receptivă și să nu înghețe sau să nu devină receptivă.
  • Multithreadingul poate permite o mai bună utilizare a resurselor. De exemplu, într-o aplicație server, mai multe fire de execuție pot gestiona simultan solicitările clientului primite, permițând serverului să deservească mai mulți clienți simultan.
  • Multithreadingul poate facilita o mai bună organizare a codului și modularitatea prin împărțirea sarcinilor complexe în unități de execuție mai mici și gestionabile. Fiecare thread poate gestiona o anumită parte a sarcinii, făcând codul mai ușor de înțeles și de întreținut.