Hva er multithreading?
Multithreading er en teknikk for å utføre flere tråder samtidig. Det lar ikke prosessen eller et operativsystem generere flere kopier av programmet som kjører i datamaskinen, snarere administrerer det flere brukere eller flere forespørsler fra samme bruker på samme tid, uten å opprette flere kopier av programmet. Denne artikkelen vil gi deg et innblikk i multithreading og vil gi deg en grunnleggende ide om hvorfor og hvordan det er en viktig teknologi å lære. En tråd er en lett prosess og den minste behandlingsenheten, og å kjøre flere tråder samtidig kalles multithreading. Så i utgangspunktet er det en metode å bruke et enkelt sett med kode av flere prosessorer.
Forstå multithreading
Det er to begreper som må forstås for forståelsen av multithreading.
- Tråd: Tråd er en uavhengig eller grunnleggende enhet i en prosess.
- Prosess: Et program som kjøres kalles en prosess, det finnes flere tråder i en prosess.
Utførelsen i multithreading er både samtidig og parallell.
- Samtidig utførelse: Hvis prosessoren kan bytte utføringsressurser mellom tråder i en flertrådet prosess på en enkelt prosessor, sies det å være en samtidig utførelse.
- Parallell utførelse: Når hver tråd i prosessen kan kjøres på en egen prosessor samtidig i samme multetrådede prosess, sies det å være en parallell utførelse.
Typer av tråd
- Tråd på brukernivå : De er opprettet og administrert av brukere. De brukes på applikasjonsnivå. Det er ingen involvering av OS. Et godt eksempel er når vi bruker tråder i programmering som i Java, C #, Python osv., Vi bruker brukertråder.
Det er noen unike data som er integrert i hver tråd som hjelper deg med å identifisere dem, for eksempel:
- Programteller : En programteller er ansvarlig for å holde oversikten over instruksjoner og fortelle hvilken instruksjon som skal utføres neste gang.
- Register : Systemregistre er der for å holde oversikt over den gjeldende arbeidsvariabelen til en tråd.
- Stabel : Den inneholder historien om trådgjennomføring.
- Tråd på kjernenivå : De implementeres og støttes av operativsystemet. De tar vanligvis mer tid å utføre enn brukertråder. For eksempel Window Solaris.
Modeller med flere tråder
Multithreading-modeller er av tre typer
- Mange til mange
- Mange til en
- En til
Mange til mange : Ethvert antall brukertråder kan samhandle med et like eller mindre antall kjernetråder.
Mange til én : Den kartlegger mange tråder på brukernivå til en tråd på kjernenivå.
En til én : Forholdet mellom tråden på brukernivå og tråd på kjernenivå er én til én.
Bruk av multithreading
Multithreading er en måte å introdusere parallellitet i systemet eller programmet. Så du kan bruke den hvor som helst du ser parallelle stier (der to tråder ikke er avhengig av resultatet av hverandre) for å gjøre det raskt og enkelt.
For eksempel:
- Behandling av store data der de kan deles inn i deler og få det gjort ved hjelp av flere tråder.
- Programmer som involverer mekanismer som å validere og lagre, produsere og konsumere, lese og validere, gjøres i flere tråder. Få eksempler på slike applikasjoner er nettbank, lading osv.
- Den kan brukes til å lage spill der forskjellige elementer kjører på forskjellige tråder.
- I Android brukes det til å treffe API-ene som kjører i bakgrunnstråden for å redde applikasjonen fra å stoppe.
- I webapplikasjoner brukes den når du vil at appen din skal få asynkrone samtaler og utføre asynkront.
Fordeler med multithreading
- Økonomisk : Det er økonomisk ettersom de deler de samme prosessorressursene. Det tar mindre tid å lage tråder.
- Ressursdeling : Det gjør at trådene kan dele ressurser som data, minne, filer osv. Derfor kan et program ha flere tråder innenfor samme adresseområde.
- Responsivitet : Det øker reaksjonsevnen for brukeren da det lar programmet fortsette å kjøre, selv om en del av det utfører en langvarig operasjon eller er blokkert.
- Skalerbarhet : Det øker parallellen på flere CPU-maskiner. Det forbedrer ytelsen til flere prosessormaskiner.
- Det gjør bruken av CPU-ressurser bedre.
Hvorfor skal vi bruke multithreading?
Vi bør bruke multithreading på grunn av følgende årsaker:
- For å øke parallelliteten
- For å få mest mulig ut av de tilgjengelige CPU-ressursene.
- For å forbedre programmets reaksjonsevne og gi bedre interaksjon med brukeren.
Forutsetninger for å lære Multithreading
Hvis du vet å kode og hvordan du skriver enkeltrådede programmer effektivt, er du klar til å lære og bruke Multithreading.
Omfanget av multithreading
I dagens tekniske verden gjøres ikke programvareutvikling slik den tidligere ble gjort i historisk programvare.
Nå for tiden,
- Mange kjernemaskiner er vanlige, og vi kan redusere beregningskostnaden ved å bruke flere tråder.
- Moderne applikasjoner henter informasjon fra en rekke kilder.
Disse to faktorene forteller oss ganske enkelt at informasjon vil være tilgjengelig på asynkron måte. Så i løpet av den nærmeste fremtiden er det som betyr noe ikke multitretting, men en måte å håndtere asynkroni, og asynkroni kan bare håndteres multithreading.
Hvem bør lære multithreading?
Folk som gjør koding og utvikler applikasjoner eller programvare eller prosessorer, bør lære multithreading, ettersom dette er den eneste måten å gjøre bruk av CPU-ene dine og håndtere asynkroni.
Karrierevekst i multithreading
Denne teknikken vil aldri dø fordi den har noen unike fordeler som ikke kan utføres med noen annen teknikk. Bedrifter leter etter utviklere som også kan kode i tråder for å få mest mulig ut av ressursene og for å redusere kostnadene. Derfor har den en god karrierevekst og muligheter.
Konklusjon
I dataverdenen når vi snakker om parallellisme, snakker vi om multithreading. Implementering av multithreading er rimelig effektivt og greit da det gjør arbeidet billigere. Spesialiteten til å håndtere asynkroni gjør den unik. Derfor er det etterspurt, og det er en verdig teknologi å lære.
Anbefalte artikler
Dette har vært en guide til What is Multithreading. Her diskuterte vi typer, bruksområder, fordeler og karrierevekst for multithreading. Du kan også gå gjennom andre foreslåtte artikler for å lære mer -
- Hva er JavaScript?
- Hva er Data Analytics?
- Hva er MySQL-database?
- Hva er kunstig intelligens?