Che cos'è il multithreading?
Il multithreading è una tecnica per eseguire più thread contemporaneamente. Non consente al processo o a un sistema operativo di generare più copie del programma in esecuzione nel computer, ma gestisce più utenti o più richieste dallo stesso utente contemporaneamente, senza creare più copie del programma. Questo articolo ti darà un'idea del multithreading e ti darà un'idea di base sul perché e su come sia una tecnologia importante da imparare. Un thread è un processo leggero e la più piccola unità di elaborazione, e l'esecuzione di più thread contemporaneamente è chiamata multithreading. Quindi sostanzialmente è un metodo per utilizzare un singolo set di codice da più processori.
Comprensione del multithreading
Esistono due termini che devono essere compresi per comprendere il multithreading.
- Discussione: la discussione è l'unità indipendente o di base di un processo.
- Processo: un programma in esecuzione viene chiamato processo, in un processo sono presenti più thread.
L'esecuzione in multithreading è simultanea e parallela.
- Esecuzione simultanea: se il processore può cambiare le risorse di esecuzione tra thread in un processo multithread su un singolo processore, si dice che sia un'esecuzione simultanea.
- Esecuzione parallela: quando ogni thread nel processo può essere eseguito contemporaneamente su un processore separato nello stesso processo multithread, si dice che sia un'esecuzione parallela.
Tipi di thread
- Discussione a livello di utente : sono create e gestite dagli utenti. Sono utilizzati a livello di applicazione. Non vi è alcun coinvolgimento del sistema operativo. Un buon esempio è quando usiamo il threading in programmazione come in Java, C #, Python, ecc., Usiamo thread utente.
Ci sono alcuni dati unici incorporati in ogni thread che aiuta a identificarli, come:
- Contatore del programma : un contatore del programma è responsabile per tenere traccia delle istruzioni e per dire quale istruzione eseguire successivamente.
- Registro : i registri di sistema sono lì per tenere traccia della variabile di lavoro corrente di un thread.
- Stack : contiene la cronologia dell'esecuzione del thread.
- Thread a livello di kernel : sono implementati e supportati dal sistema operativo. In genere richiedono più tempo per l'esecuzione rispetto ai thread utente. Ad esempio Window Solaris.
Modelli multithreading
I modelli multithreading sono di tre tipi
- Molti a molti
- Molti a uno
- Uno a acceso
Molti a molti : qualsiasi numero di thread utente può interagire con un numero uguale o minore di thread del kernel.
Molti a uno : associa molti thread a livello di utente a un thread a livello di kernel.
Uno a uno : la relazione tra il thread a livello di utente e il thread a livello di kernel è uno a uno.
Usi del multithreading
Il multithreading è un modo per introdurre il parallelismo nel sistema o nel programma. Quindi, puoi usarlo ovunque vedi percorsi paralleli (in cui due thread non dipendono dal risultato l'uno dell'altro) per renderlo semplice e veloce.
Per esempio:
- Elaborazione di dati di grandi dimensioni in cui possono essere divisi in parti e farlo usando più thread.
- Le applicazioni che coinvolgono meccanismi come la convalida e il salvataggio, la produzione e il consumo, la lettura e la convalida vengono eseguite in più thread. Pochi esempi di tali applicazioni sono l'online banking, le ricariche, ecc.
- Può essere utilizzato per creare giochi in cui elementi diversi sono in esecuzione su thread diversi.
- In Android, viene utilizzato per colpire le API in esecuzione nel thread in background per salvare l'arresto dell'applicazione.
- Nelle applicazioni Web, viene utilizzato quando si desidera che l'app riceva chiamate asincrone ed esegua in modo asincrono.
Vantaggi del multithreading
- Economico : è economico poiché condividono le stesse risorse del processore. Ci vuole meno tempo per creare discussioni.
- Condivisione delle risorse : consente ai thread di condividere risorse come dati, memoria, file, ecc. Pertanto, un'applicazione può avere più thread all'interno dello stesso spazio di indirizzi.
- Reattività : aumenta la reattività per l'utente in quanto consente al programma di continuare l'esecuzione anche se una parte di esso sta eseguendo un'operazione prolungata o è bloccata.
- Scalabilità : aumenta il parallelismo su più macchine CPU. Migliora le prestazioni delle macchine multiprocessore.
- Rende migliore l'utilizzo delle risorse della CPU.
Perché dovremmo usare il multithreading?
Dovremmo usare il multithreading per i seguenti motivi:
- Per aumentare il parallelismo
- Per sfruttare la maggior parte delle risorse CPU disponibili.
- Per migliorare la reattività delle applicazioni e fornire una migliore interazione con l'utente.
Prerequisiti per l'apprendimento del multithreading
Se conosci il codice e come scrivere programmi a thread singolo in modo efficiente, sei pronto per imparare e applicare il multithreading.
Ambito del multithreading
Nel mondo tecnico di oggi lo sviluppo del software non viene eseguito come in passato nei software storici.
Al giorno d'oggi,
- Le macchine a molti core sono comuni e possiamo ridurre i costi di calcolo utilizzando più thread.
- Le moderne applicazioni raccolgono informazioni da una varietà di fonti.
Questi due fattori ci stanno semplicemente dicendo che le informazioni saranno disponibili in modo asincrono. Quindi, nel prossimo futuro, ciò che importerebbe non è il multithreading ma un modo per gestire l'asincronia, e l'asincronia può essere gestita solo con il multithreading.
Chi dovrebbe imparare il multithreading?
Le persone che eseguono la codifica e sviluppano applicazioni o software o processori dovrebbero imparare il multithreading in quanto questo è l'unico modo per utilizzare le CPU e gestire l'asincronia.
Crescita della carriera nel multithreading
Questa tecnica non morirà mai perché ha alcuni vantaggi unici che non possono essere eseguiti da nessun'altra tecnica. Le aziende sono alla ricerca di sviluppatori in grado di programmare anche i thread per sfruttare al meglio le risorse e ridurre i costi. Pertanto, ha una buona crescita professionale e opportunità.
Conclusione
Nel mondo dei computer quando parliamo di parallelismo, parliamo di multithreading. L'implementazione del multithreading è ragionevolmente efficace e diretta in quanto rende il lavoro più economico. La sua specialità nell'affrontare l'asincronia la rende unica. Pertanto, è richiesto ed è una tecnologia utile da imparare.
Articoli consigliati
Questa è stata una guida a Cos'è il multithreading. Qui abbiamo discusso i tipi, gli usi, i vantaggi e la crescita della carriera del multithreading. Puoi anche consultare i nostri altri articoli suggeriti per saperne di più -
- Che cos'è JavaScript?
- Che cos'è Data Analytics?
- Cos'è il database MySQL?
- Che cos'è l'intelligenza artificiale?