Hvad er multithreading?
Multithreading er en teknik til at udføre flere tråde samtidigt. Det tillader ikke processen eller et operativsystem at generere flere kopier af programmet, der kører på computeren, snarere det administrerer flere brugere eller flere anmodninger fra den samme bruger på samme tid uden at oprette flere kopier af programmet. Denne artikel giver dig et indblik i multithreading og vil give dig en grundlæggende idé om, hvorfor og hvordan det er en vigtig teknologi at lære. En tråd er en letvægtsproces og den mindste enhed til behandling, og at køre flere tråde samtidigt kaldes multithreading. Så dybest set er det en metode til at bruge et enkelt sæt kode af flere processorer.
Forståelse af multithreading
Der er to udtryk, der skal forstås for at forstå multithreading.
- Tråd: Tråd er en uafhængig eller grundlæggende enhed i en proces.
- Process: Et program, der udføres, kaldes en proces, der findes flere tråde i en proces.
Udførelsen i multithreading er både samtidig og parallel.
- Samtidig udførelse: Hvis processoren kan skifte eksekveringsressourcer mellem tråde i en flertrådsproces på en enkelt processor, siges det at være en samtidig udførelse.
- Parallel udførelse: Når hver tråd i processen kan køre på en separat processor på samme tid i den samme flertrådede proces, siges det at være en parallel udførelse.
Typer af tråd
- Tråd på brugerniveau : De oprettes og administreres af brugere. De bruges på applikationsniveau. OS er ikke involveret. Et godt eksempel er, når vi bruger trådning i programmering som i Java, C #, Python osv., Vi bruger brugertråde.
Der er nogle unikke data indarbejdet i hver tråd, som hjælper med at identificere dem, såsom:
- Programtæller : En programtæller er ansvarlig for at holde styr på instruktionerne og fortælle, hvilken instruktion der skal udføres næste.
- Registrering : Systemregistre er der for at holde styr på den aktuelle arbejdsvariabel for en tråd.
- Stak : Den indeholder historien om udførelse af tråd.
- Tråd på kerneniveau : De implementeres og understøttes af operativsystemet. De tager normalt mere tid at udføre end brugertråde. For eksempel Window Solaris.
Multithreading modeller
Multithreading modeller er af tre typer
- Mange til mange
- Mange til én
- En til
Mange til mange : Ethvert antal brugertråde kan interagere med et lige eller mindre antal kernetråde.
Mange til én : Det kortlægger mange brugerniveautråde til en tråd på Kerneliveau.
Én til én : Forholdet mellem tråd på brugerniveau og tråd på kerneniveau er én til én.
Anvendelse af multithreading
Multithreading er en måde at introducere parallelisme i systemet eller programmet. Så du kan bruge det overalt, hvor du ser parallelle stier (hvor to tråde ikke er afhængige af resultatet af hinanden) for at gøre det hurtigt og nemt.
For eksempel:
- Behandling af store data, hvor de kan opdeles i dele og få det gjort ved hjælp af flere tråde.
- Programmer, der involverer mekanismer som validering og gemme, producerer og forbruger, læser og validerer, udføres i flere tråde. Få eksempler på sådanne applikationer er netbank, genopladning osv.
- Det kan bruges til at lave spil, hvor forskellige elementer kører på forskellige tråde.
- I Android bruges det til at ramme API'erne, der kører i baggrundstråden for at redde applikationen i at stoppe.
- I webapplikationer bruges det, når du vil have, at din app skal få asynkrone opkald og udføre asynkront.
Fordele ved multithreading
- Økonomisk : Det er økonomisk, da de deler de samme processorressourcer. Det tager mindre tid at oprette tråde.
- Ressourcedeling : Det giver trådene mulighed for at dele ressourcer som data, hukommelse, filer osv. Derfor kan et program have flere tråde inden for det samme adresseplads.
- Responsivitet : Det øger lydhørheden for brugeren, da det giver programmet mulighed for at fortsætte med at køre, selvom en del af det udfører en langvarig operation eller er blokeret.
- Skalerbarhed : Det øger paralleliteten på flere CPU-maskiner. Det forbedrer ydelsen på multi-processor-maskiner.
- Det gør brugen af CPU-ressourcer bedre.
Hvorfor skal vi bruge multithreading?
Vi bør bruge multithreading på grund af følgende grunde:
- At øge parallelismen
- At få mest muligt ud af de tilgængelige CPU-ressourcer.
- For at forbedre programmets reaktionsevne og give bedre interaktion med brugeren.
Forudsætninger for at lære multithreading
Hvis du ved at kode, og hvordan man skriver enkeltrådede programmer effektivt, er du klar til at lære og anvende Multithreading.
Omfang af multithreading
I nutidens tekniske verden sker softwareudvikling ikke, som det tidligere blev gjort i historisk software.
I dag,
- Mange-kernemaskiner er almindelige, og vi kan reducere beregningsomkostningerne ved at bruge flere tråde.
- Moderne applikationer henter information fra forskellige kilder.
Disse to faktorer fortæller os blot, at information vil være tilgængelig på asynkron måde. Så i den nærmeste fremtid er det, der betyder noget, ikke multithreading, men en måde at håndtere asynchrony, og asynchrony kan kun håndteres multithreading.
Hvem skal lære multithreading?
Folk, der laver kodning og udvikler applikationer eller software eller processorer, bør lære multithreading, da dette er den eneste måde at gøre brug af dine CPU'er og håndtere asynkroni.
Karrierevækst i multithreading
Denne teknik dør aldrig, fordi den har nogle unikke fordele, som ikke kan udføres ved nogen anden teknik. Virksomheder er på udkig efter udviklere, der også kan kode i tråde for at få mest muligt ud af ressourcerne og reducere omkostningerne. Derfor har det en god karrierevækst og muligheder.
Konklusion
I computerverdenen, når vi taler om parallelisme, taler vi om multithreading. Implementering af multitrådning er rimeligt effektivt og ligetil, da det gør arbejdet billigere. Dens specialitet til at håndtere asynkroni gør den unik. Derfor er det efterspurgt, og det er en værdifuld teknologi at lære.
Anbefalede artikler
Dette har været en guide til Hvad er multithreading. Her diskuterede vi typer, anvendelser, fordele og karrierevækst ved multithreading. Du kan også gennemgå vores andre foreslåede artikler for at lære mere -
- Hvad er JavaScript?
- Hvad er Data Analytics?
- Hvad er MySQL-database?
- Hvad er kunstig intelligens?