logo

Багатопотоковість в операційній системі

А нитка це шлях, яким слідують під час виконання програми. Більшість програм, написаних зараз, працюють як один потік. Скажімо, програма не здатна читати натискання клавіш під час створення креслень. Ці завдання не можуть бути виконані програмою одночасно. Цю проблему можна вирішити за допомогою багатозадачності, щоб два або більше завдань могли виконуватися одночасно. Багатозадачність буває двох типів: процесорна і потокова. Багатозадачністю на основі процесора повністю керує ОС, однак багатозадачністю через багатопотоковість певною мірою може керувати програміст. Поняття про багатопотоковість потребує правильного розуміння цих двох термінів – процес і потік . Процес — це програма, яка виконується. Процес можна далі розділити на незалежні одиниці, відомі як потоки. Потік схожий на невеликий легкий процес у процесі. Або ми можемо сказати, що набір потоків - це те, що відомо як процес. Застосування – Порізьблення широко використовується майже в усіх сферах. Зараз найбільш широко це спостерігається в Інтернеті, де ми використовуємо обробку транзакцій усіх типів, як-от поповнення рахунку, онлайн-перекази, банківські операції тощо. Потоковість – це сегмент, який ділить код на невеликі частини, які мають дуже легку вагу та мають менше навантаження на ЦП. пам'яті, щоб її можна було легко опрацювати і досягти мети в бажаній сфері. Концепція різьблення розроблена з огляду на проблему швидких і регулярних змін у технології та зменшення роботи в різних областях через меншу кількість застосувань. Тоді, як сказано, потреба полягає в створенні творів або інноваціях, отже, дотримуючись цього підходу, людський розум розвиває концепцію потоку для підвищення можливостей програмування.

c логічний

Життєвий цикл потоку

Існують різні етапи життєвого циклу потоку. Нижче наведено етапи, які проходить нитка протягом усього свого життя.

  • новий: Життєвий цикл народженого потоку (нового потоку) починається в цьому стані. Він залишається в цьому стані до запуску програми.
  • Працездатний : Потік стає доступним для виконання після його запуску. Це вважається виконанням поставленого перед ним завдання.
  • Очікування : під час очікування виконання завдання іншим потоком поточний потік переходить у стан очікування, а потім знову повертається після отримання сигналу від іншого потоку.
  • Час очікування: Виконуваний потік переходить у цей стан протягом певного інтервалу часу, а потім повертається назад, коли цей інтервал закінчується або відбувається подія, на яку чекав потік.
  • Припинено (мертвий) : Потік переходить у цей стан після виконання свого завдання.

Типи виконання в ОС

Існує два види виконання:



налаштування шляху python
  1. Паралельне виконання: Це відбувається, коли процесор успішно перемикає ресурси між потоками в багатопоточному процесі на одному процесорі.
  2. Паралельне виконання: Це відбувається, коли кожен потік у процесі виконується на окремому процесорі одночасно та в одному багатопоточному процесі

Недоліки багатопоточності

Багатопотоковість є складною і часто важкою в роботі. Він має кілька недоліків. Це:

  • Якщо ви не використовуєте механізми блокування належним чином під час дослідження проблем доступу до даних, існує ймовірність виникнення таких проблем, як невідповідність даних і тупикова блокування.
  • Якщо багато потоків намагаються отримати доступ до тих самих даних, то існує ймовірність, що може виникнути ситуація голодування потоку. Конкуренція за ресурси є ще однією проблемою, яка може турбувати користувача.
  • Проблеми з відображенням можуть виникнути, якщо потоки не координуються під час відображення даних.

Переваги багатопоточності:

  • Багатопотоковість може підвищити продуктивність і ефективність програми за рахунок більш ефективного використання доступних ресурсів ЦП. Виконуючи кілька потоків одночасно, він може скористатися перевагами паралелізму та скоротити загальний час виконання.
  • Багатопотоковість може підвищити швидкість реагування в програмах, які передбачають взаємодію з користувачем. Відокремлюючи трудомісткі завдання від основного потоку, інтерфейс користувача може залишатися чуйним і не зависати або не переставати реагувати.
  • Багатопотоковість може забезпечити краще використання ресурсів. Наприклад, у серверній програмі кілька потоків можуть обробляти вхідні клієнтські запити одночасно, дозволяючи серверу обслуговувати більше клієнтів одночасно.
  • Багатопотоковість може сприяти кращій організації та модульності коду шляхом поділу складних завдань на менші, керовані одиниці виконання. Кожен потік може обробляти певну частину завдання, що полегшує розуміння та підтримку коду.