Потік — це один потік послідовності в межах процесу. Потоки також називають легкими процесами, оскільки вони володіють деякими властивостями процесів. Кожен потік належить рівно одному процесу. В операційній системі, яка підтримує багатопотоковість, процес може складатися з багатьох потоків. Але потоки можуть бути ефективними, лише якщо ЦП більше 1, інакше два потоки повинні перемикатися контекстом для цього одного ЦП.

Що таке потоки в операційних системах?

У процесі потік відноситься до однієї послідовної дії, що виконується. ці дії також відомі як потік виконання або керування потоком. Тепер будь-який процес операційної системи може виконувати потік. ми можемо сказати, що процес може мати кілька потоків.

Навіщо нам потрібна нитка?

• Потоки виконуються паралельно, покращуючи продуктивність програми. Кожен такий потік має власний стан процесора та стек, але вони спільно використовують адресний простір процесу та середовища.
• Потоки можуть обмінюватися загальними даними, тому їх не потрібно використовувати міжпроцесна комунікація . Як і процеси, потоки також мають такі стани, як готовий, виконується, заблоковано тощо.
• Пріоритет можна призначити потокам так само, як процесу, і потік з найвищим пріоритетом планується першим.
• Кожна нитка має своє Блок керування потоком (TCB) . Подібно до процесу, для потоку відбувається перемикання контексту, а вміст реєстру зберігається в (TCB). Оскільки потоки спільно використовують той самий адресний простір і ресурси, синхронізація також потрібна для різних дій потоку.

Компоненти потоків

Це основні компоненти операційної системи.

• Стековий простір
• Зареєструвати набір
• Програмний лічильник

Типи потоків в операційній системі

Нитки бувають двох видів. Вони описані нижче.

• Тема рівня користувача
• Потік рівня ядра

.наступний java

Нитки

1. Потоки рівня користувача

Потік рівня користувача — це тип потоку, який не створюється за допомогою системних викликів. Ядро не працює в управлінні потоками на рівні користувача. Потоки на рівні користувача можуть бути легко реалізовані користувачем. У випадку, коли потоки рівня користувача є односторонніми процесами, ними керує потік рівня ядра. Давайте розглянемо переваги та недоліки User-Level Thread.

Переваги потоків на рівні користувача

• Реалізація потоку рівня користувача легша, ніж потоку рівня ядра.
• Перемикач контексту Час менше в темі рівня користувача.
• Потік на рівні користувача більш ефективний, ніж потік на рівні ядра.
• Через наявність лише програмного лічильника, набору реєстрів і простору стека він має просте представлення.

Недоліки потоків рівня користувача

• Відсутня координація між Thread і Kernel.
• У разі помилки сторінки весь процес може бути заблокований.

2. Потоки рівня ядра

А Потік рівня ядра це тип потоку, який легко розпізнає операційну систему. Потоки рівня ядра мають власну таблицю потоків, де вони відстежують систему. Ядро операційної системи допомагає керувати потоками. Потоки ядра мають певним чином довший час перемикання контексту. Ядро допомагає керувати потоками.

Переваги потоків на рівні ядра

• Він містить актуальну інформацію про всі теми.
• Програми, які блокують частоту, мають оброблятися потоками рівня ядра.
• Щоразу, коли будь-який процес вимагає більше часу для обробки, Kernel-Level Thread надає йому більше часу.

Недоліки потоків на рівні ядра

• Потік на рівні ядра повільніший, ніж потік на рівні користувача.
• Реалізація цього типу потоку є трохи складнішою, ніж потік на рівні користувача.

Щоб дізнатися більше, зверніться до Різниця між потоком на рівні користувача та потоком на рівні ядра .

перший нащадок css

Різниця між процесом і потоком

Основна відмінність полягає в тому, що потоки в одному процесі виконуються в спільному просторі пам’яті, тоді як процеси виконуються в окремих просторах пам’яті. Потоки не є незалежними один від одного, як процеси, і, як наслідок, потоки діляться з іншими потоками своїм розділом коду, розділом даних і ресурсами ОС (наприклад, відкритими файлами та сигналами). Але, як і процес, потік має свій власний лічильник програм (ПК) , набір регістрів і простір стека.

Для отримання додаткової інформації зверніться до Різниця між процесом і потоком .

Що таке багатопотоковість?

Потік також відомий як легкий процес. Ідея полягає в досягненні паралелізму шляхом поділу процесу на кілька потоків. Наприклад, в a браузер , кілька вкладок можуть бути різними потоками. MS Word використовує кілька потоків: один потік для форматування тексту, інший потік для обробки вхідних даних тощо. Додаткові переваги багатопоточності обговорюються нижче.

Багатопотоковість — це техніка, яка використовується в операційних системах для підвищення продуктивності та швидкості реагування комп’ютерних систем. Багатопотоковість дозволяє кільком потокам (тобто легким процесам) спільно використовувати ті самі ресурси одного процесу, наприклад ЦП, пам'ять , і Пристрої введення/виведення .

Однопотоковий і багатопотоковий процес

Переваги Thread в операційній системі

• Чуйність : Якщо процес розділений на кілька потоків, якщо один потік завершує своє виконання, його вихідні дані можна негайно повернути.
• Швидше перемикання контексту : Час перемикання контексту між потоками менший порівняно з перемиканням контексту процесу. Перемикання контексту процесу потребує від центрального процесора додаткових витрат.
• Ефективне використання багатопроцесорної системи : Якщо ми маємо кілька потоків в одному процесі, ми можемо запланувати кілька потоків на кількох процесорах. Це пришвидшить виконання процесу.
• Спільне використання ресурсів : Ресурси, такі як код, дані та файли, можуть спільно використовуватися між усіма потоками в рамках процесу. Примітка. Стеки та регістри не можна спільно використовувати між потоками. Кожен потік має власний стек і регістри.
• спілкування : Зв’язок між декількома потоками легший, оскільки потоки мають спільний адресний простір. в той час як у процесі ми повинні дотримуватися деяких спеціальних комунікаційних методів для зв’язку між двома процесами.
• Підвищена пропускна здатність системи : Якщо процес розділений на кілька потоків, і кожна функція потоку розглядається як одне завдання, то кількість завдань, виконаних за одиницю часу, збільшується, таким чином збільшуючи пропускну здатність системи.

Часті запитання про потоки в операційній системі – поширені запитання

Що таке стан потоку в операційній системі?

Є чотири різні стани потоку.

• новий
• запущений
• заблоковано
• припинено

Чому потік кращий за процес?

Потоки вимагають менше ресурсів, тоді як процеси потребують більше ресурсів. ось чому нитка краща, ніж процес.

char в ціле число java

Чому багатопотоковість швидше?

У той час як процесор комп’ютерної системи виконує лише одну інструкцію за раз, коли використовується багатопотоковість, різні потоки з кількох програм виконуються настільки швидко, що здається, ніби програми виконуються одночасно.