Co je to multithreading?
Vícevláknové zpracování je technika provádění více vláken současně. Nedovoluje, aby proces nebo operační systém generovaly více kopií programu spuštěného v počítači, ale spravuje více uživatelů nebo více požadavků od stejného uživatele současně, aniž by vytvářelo více kopií programu. Tento článek vám poskytne informace o multithreadingu a dá vám základní představu o tom, proč a jak je důležité se naučit důležitou technologii. Vlákno je lehký proces a nejmenší jednotka zpracování a běh více vláken současně se nazývá multithreading. V zásadě jde o metodu použití jedné sady kódu více procesory.
Porozumění multithreadingu
Pro pochopení multithreadingu je třeba pochopit dva termíny.
- Vlákno: Vlákno je nezávislá nebo základní jednotka procesu.
- Proces: Prováděný program se nazývá proces, v procesu existuje více vláken.
Provedení v multithreadingu je souběžné i paralelní.
- Souběžné provádění: Pokud procesor může přepínat prostředky provádění mezi vlákny v procesu s více vlákny na jediném procesoru, pak se říká, že se jedná o souběžné provedení.
- Paralelní provedení: Když každé vlákno v procesu může běžet na samostatném procesoru současně ve stejném procesu s více vlákny, pak se říká, že se jedná o paralelní provedení.
Druhy nití
- Vlákno na úrovni uživatele : Jsou vytvářeny a spravovány uživateli. Používají se na aplikační úrovni. Neexistuje žádné zapojení OS. Dobrým příkladem je, když používáme podprocesy v programování jako v Java, C #, Python atd., Používáme uživatelské podprocesy.
V každém vláknu jsou obsažena některá jedinečná data, která jim pomáhají identifikovat, například:
- Počítadlo programů : Počitadlo programů je zodpovědné za sledování instrukcí a za to, které instrukce se mají dále provádět.
- Register : Systémové registry jsou k dispozici pro sledování aktuální pracovní proměnné vlákna.
- Stack : Obsahuje historii provádění podprocesů.
- Vlákno na úrovni jádra : Jsou implementovány a podporovány operačním systémem. Spuštění obvykle trvá déle než uživatelská vlákna. Například Window Solaris.
Modely s více vlákny
Vícevláknové modely jsou tří typů
- Mnoho až mnoho
- Mnoho k jednomu
- Jeden na
Mnoho až mnoho : Kterýkoli počet uživatelských vláken může interagovat se stejným nebo menším počtem vláken jádra.
Mnoho k jednomu : Mapuje mnoho podprocesů na úrovni uživatele do jednoho podprocesu na úrovni jádra.
Jeden na jednoho : Vztah mezi vláknem na úrovni uživatele a vláknem na úrovni jádra je jeden na jeden.
Použití multithreadingu
Multithreading je způsob, jak zavést paralelismus do systému nebo programu. Můžete ji tedy použít kdekoli, kde vidíte paralelní cesty (kde dvě vlákna nezávisí na výsledku jednoho druhého), aby bylo rychlé a snadné.
Například:
- Zpracování velkých dat, kde je možné je rozdělit na části a provést je pomocí více vláken.
- Aplikace, které zahrnují mechanismus, jako je ověření a uložení, produkce a spotřeba, čtení a ověření, se provádějí ve více vláknech. Příkladem takových aplikací je online bankovnictví, dobíjení atd.
- Může být použit k vytváření her, kde různé prvky běží na různých vláknech.
- V Androidu se používá k zasažení API, která jsou spuštěna v podprocesu na pozadí, aby se aplikace zastavila.
- Ve webových aplikacích se používá, když chcete, aby vaše aplikace získala asynchronní volání a asynchronně prováděla.
Výhody multithreadingu
- Ekonomické : Je to ekonomické, protože sdílejí stejné prostředky procesoru. Vytvoření vláken trvá kratší dobu.
- Sdílení prostředků : Umožňuje vláknům sdílet zdroje, jako jsou data, paměť, soubory atd. Proto může mít aplikace více vláken ve stejném adresním prostoru.
- Citlivost : Zvyšuje citlivost uživatele, protože umožňuje programu pokračovat v činnosti, i když jeho část provádí zdlouhavou operaci nebo je blokována.
- Škálovatelnost : Zvyšuje paralelitu na více procesorech. Zvyšuje výkon strojů s více procesory.
- Usnadňuje využití prostředků procesoru.
Proč bychom měli používat multithreading?
Měli bychom používat vícevláknové zpracování z následujících důvodů:
- Zvýšit paralelismus
- Využít co nejvíce dostupných prostředků CPU.
- Zlepšit citlivost aplikace a poskytnout lepší interakci s uživatelem.
Předpoklady pro výuku multithreadingu
Pokud víte, jak kódovat a jak efektivně psát jednovláknové programy, jste připraveni se naučit a používat multithreading.
Rozsah multithreadingu
V dnešním technickém světě se vývoj softwaru neprovádí tak, jak tomu bylo v historickém softwaru.
Dnes,
- Mnohojádrové stroje jsou běžné a my můžeme snížit výpočetní náklady použitím více vláken.
- Moderní aplikace načítají informace z různých zdrojů.
Tyto dva faktory nám jednoduše říkají, že informace budou dostupné asynchronním způsobem. Takže v blízké budoucnosti nebude záležet na multithreadingu, ale na způsobu, jak se vypořádat s asynchronií, a asynchronii lze řešit pouze s multithreadingem.
Kdo by se měl naučit multithreading?
Lidé, kteří dělají kódování a vývoj aplikací nebo softwaru nebo procesorů, by se měli učit multithreading, protože to je jediný způsob, jak využít své procesory a zvládnout asynchronii.
Kariérní růst v multithreadingu
Tato technika nikdy nezemře, protože má některé jedinečné výhody, které nelze provést jinou technikou. Společnosti hledají vývojáře, kteří umí kódovat také v podprocesech, aby co nejlépe využili zdroje a snížili náklady. Proto má dobrý kariérní růst a příležitosti.
Závěr
Ve světě počítačů, když mluvíme o paralelismu, mluvíme o multithreadingu. Implementace multithreadingu je přiměřeně efektivní a přímá, protože práce zlevňuje. Díky své specialitě na asynchronii je jedinečný. Proto je to žádoucí a je to užitečná technologie, kterou se musíme učit.
Doporučené články
Toto byl průvodce Co je multithreading. Zde jsme diskutovali o typech, použití, výhodách a kariérním růstu multithreadingu. Další informace naleznete také v dalších navrhovaných článcích -
- Co je to JavaScript?
- Co je to Analýza dat?
- Co je MySQL databáze?
- Co je to umělá inteligence?