Wat is multithreading? - Typen en toepassingen - Vaardigheden & bereik - voordelen

Inhoudsopgave:

Anonim

Wat is multithreading?

Multithreading is een techniek om meerdere threads tegelijkertijd uit te voeren. Het laat het proces of een besturingssysteem niet meerdere kopieën van het programma genereren dat op de computer draait, maar beheert meerdere gebruikers of meerdere aanvragen van dezelfde gebruiker tegelijkertijd, zonder meerdere kopieën van het programma te maken. Dit artikel geeft je inzicht in Multithreading en geeft je een basisidee over waarom en hoe het een belangrijke technologie is om te leren. Een thread is een lichtgewichtproces en de kleinste verwerkingseenheid, en meerdere threads tegelijkertijd uitvoeren, wordt multithreading genoemd. Het is dus eigenlijk een methode om een ​​enkele set code door meerdere processors te gebruiken.

Multithreading begrijpen

Er zijn twee termen die moeten worden begrepen voor het begrip van multithreading.

  1. Thread: Thread is de onafhankelijke of basiseenheid van een proces.
  2. Proces: een programma dat wordt uitgevoerd, wordt een proces genoemd, er bestaan ​​meerdere threads in een proces.

De uitvoering in multithreading is gelijktijdig en parallel.

  • Gelijktijdige uitvoering: als de processor uitvoeringsbronnen kan schakelen tussen threads in een multithreaded proces op een enkele processor, wordt er sprake van een gelijktijdige uitvoering.
  • Parallelle uitvoering: wanneer elke thread in het proces tegelijkertijd op een afzonderlijke processor in hetzelfde multithreaded proces kan worden uitgevoerd, wordt er gezegd dat het een parallelle uitvoering is.

Soorten draad

  • Thread op gebruikersniveau : ze worden gemaakt en beheerd door gebruikers. Ze worden op applicatieniveau gebruikt. Er is geen betrokkenheid van het besturingssysteem. Een goed voorbeeld is wanneer we threading gebruiken bij het programmeren zoals in Java, C #, Python, enz., We gebruiken user threads.

Er zijn enkele unieke gegevens in elke thread opgenomen die helpen deze te identificeren, zoals:

  1. Programmateller : een programmateller is verantwoordelijk voor het bijhouden van instructies en om te vertellen welke instructie vervolgens moet worden uitgevoerd.
  2. Registreren : systeemregisters zijn aanwezig om de huidige werkvariabele van een thread bij te houden.
  3. Stack : het bevat de geschiedenis van thread-uitvoering.
  • Thread op kernelniveau : ze worden geïmplementeerd en ondersteund door het besturingssysteem. Ze nemen over het algemeen meer tijd in beslag om uit te voeren dan gebruiker threads. Bijvoorbeeld Window Solaris.

Multithreading-modellen

Multithreading-modellen zijn van drie soorten

  • Veel te veel
  • Veel tegen één
  • Eén op

Veel tot veel : een willekeurig aantal gebruikersthreads kan interageren met een gelijk of kleiner aantal kernelthreads.

Veel op één : het wijst veel threads op gebruikersniveau toe aan één thread op kernelniveau.

Eén op één : de relatie tussen de thread op gebruikersniveau en de thread op kernelniveau is één op één.

Gebruik van multithreading

Multithreading is een manier om parallellisme in het systeem of programma te introduceren. Je kunt het dus overal gebruiken waar je parallelle paden ziet (waar twee threads niet afhankelijk zijn van het resultaat van elkaar) om het snel en gemakkelijk te maken.

Bijvoorbeeld:

  • Verwerking van grote gegevens waar het in delen kan worden verdeeld en het voor elkaar krijgt met behulp van meerdere threads.
  • Toepassingen met mechanismen zoals valideren en opslaan, produceren en consumeren, lezen en valideren worden gedaan in meerdere threads. Enkele voorbeelden van dergelijke toepassingen zijn online bankieren, opladen, enz.
  • Het kan worden gebruikt om games te maken waarbij verschillende elementen op verschillende threads worden uitgevoerd.
  • In Android wordt het gebruikt om de API's te raken die in de achtergrondthread worden uitgevoerd om te voorkomen dat de toepassing stopt.
  • In webapplicaties wordt het gebruikt wanneer u wilt dat uw app asynchrone oproepen ontvangt en asynchroon uitvoert.

Voordelen van multithreading

  • Zuinig : het is zuinig omdat ze dezelfde processorresources delen. Het kost minder tijd om threads te maken.
  • Het delen van bronnen: hiermee kunnen de threads bronnen zoals gegevens, geheugen, bestanden, enz. Delen. Daarom kan een toepassing meerdere threads binnen dezelfde adresruimte hebben.
  • Responsiviteit : het verhoogt de responsiviteit voor de gebruiker omdat het programma door kan blijven lopen, zelfs als een deel ervan een langdurige bewerking uitvoert of wordt geblokkeerd.
  • Schaalbaarheid : het verhoogt de parallelliteit op meerdere CPU-machines. Het verbetert de prestaties van machines met meerdere processors.
  • Het maakt het gebruik van CPU-bronnen beter.

Waarom zouden we multithreading gebruiken?

We moeten Multithreading gebruiken om de volgende redenen:

  • Om het parallellisme te vergroten
  • Om de meeste beschikbare CPU-bronnen te benutten.
  • Om de responsiviteit van applicaties te verbeteren en een betere interactie met de gebruiker te geven

Vereisten voor het leren van multithreading

Als je weet hoe je code moet schrijven en hoe je efficiënt single-threaded programma's kunt schrijven, ben je klaar om Multithreading te leren en toe te passen.

Omvang van multithreading

In de technische wereld van vandaag gebeurt de ontwikkeling van software niet zoals vroeger in historische software.

Vandaag de dag,

  • Veel-kernmachines zijn gebruikelijk en we kunnen de rekenkosten verlagen door meerdere threads te gebruiken.
  • Moderne applicaties halen informatie op uit verschillende bronnen.

Deze twee factoren vertellen ons eenvoudig dat informatie asynchroon beschikbaar zal zijn. Dus wat in de nabije toekomst van belang is, is niet multithreading, maar een manier om met asynchronie om te gaan, en asynchronie kan alleen worden behandeld met multithreading.

Wie moet multithreading leren?

Mensen die coderen en applicaties of software of processors ontwikkelen, moeten multithreading leren, omdat dit de enige manier is om gebruik te maken van uw CPU's en asynchronie te verwerken.

Carrièregroei in multithreading

Deze techniek zal nooit sterven omdat het enkele unieke voordelen heeft die niet door een andere techniek kunnen worden uitgevoerd. Bedrijven zijn op zoek naar ontwikkelaars die ook in threads kunnen coderen om de middelen optimaal te benutten en de kosten te verlagen. Daarom heeft het een goede doorgroeimogelijkheden en kansen.

Conclusie

Als we het in de computerwereld hebben over parallellisme, hebben we het over multithreading. Multithreading implementeren is redelijk effectief en eenvoudig omdat het het werk goedkoper maakt. Zijn specialiteit om met asynchronie om te gaan, maakt het uniek. Daarom is er veel vraag naar en het is een waardevolle technologie om te leren.

Aanbevolen artikelen

Dit is een gids geweest voor Wat is multithreading. Hier hebben we de typen, toepassingen, voordelen en carrièregroei van multithreading besproken. U kunt ook onze andere voorgestelde artikelen doornemen voor meer informatie -

  1. Wat is JavaScript?
  2. Wat is data-analyse?
  3. Wat is MySQL-database?
  4. Wat is kunstmatige intelligentie?