✅ Что такое многопоточность? - Типы и использование - Навыки и сфера применения

Что такое многопоточность?

Что такое многопоточность?

Многопоточность - это техника одновременного выполнения нескольких потоков. Он не позволяет процессу или операционной системе генерировать несколько копий программы, запущенной на компьютере, скорее он управляет несколькими пользователями или несколькими запросами одного и того же пользователя одновременно, не создавая несколько копий программы. Эта статья даст вам представление о многопоточности и даст вам общее представление о том, почему и как это важная технология для изучения. Поток - это легкий процесс и наименьшая единица обработки, а одновременный запуск нескольких потоков называется многопоточностью. Так что в основном это метод использования одного набора кода несколькими процессорами.

Понимание многопоточности

Есть два термина, которые необходимо понимать для понимания многопоточности.

Поток: Поток является независимой или основной единицей процесса.
Процесс: Программа, которая выполняется, называется процессом, в процессе существует несколько потоков.

Выполнение в многопоточности является одновременно и параллельным.

Параллельное выполнение: если процессор может переключать ресурсы выполнения между потоками в многопоточном процессе на одном процессоре, то это называется параллельным выполнением.
Параллельное выполнение: если каждый поток в процессе может одновременно выполняться на отдельном процессоре в одном и том же многопоточном процессе, то это называется параллельным выполнением.

Типы ниток

Тема уровня пользователя : они создаются и управляются пользователями. Они используются на уровне приложений. Там нет участия ОС. Хороший пример - когда мы используем многопоточность в программировании, как в Java, C #, Python и т. Д., Мы используем пользовательские потоки.

В каждый поток включены некоторые уникальные данные, которые помогают идентифицировать их, такие как:

Программный счетчик : программный счетчик отвечает за отслеживание инструкций и указывает, какую инструкцию выполнять дальше.
Регистр : Системные регистры предназначены для отслеживания текущей рабочей переменной потока.
Стек : содержит историю выполнения потоков.

Поток уровня ядра : они реализованы и поддерживаются операционной системой. Обычно они занимают больше времени, чем пользовательские потоки. Например Окно Солярис.

Многопоточные модели

Многопоточные модели бывают трех типов

Много ко многим
Много к одному
Один на

Много ко многим : любое количество пользовательских потоков может взаимодействовать с равным или меньшим числом потоков ядра.

Много-к-одному : сопоставляет множество потоков уровня пользователя с одним потоком уровня ядра.

Один к одному : отношение между потоком уровня пользователя и потоком уровня ядра является один к одному.

Использование многопоточности

Многопоточность - это способ ввести параллелизм в системе или программе. Таким образом, вы можете использовать его везде, где видите параллельные пути (где два потока не зависят от результата друг друга), чтобы сделать его быстрым и простым.

Например:

Обработка больших данных, где они могут быть разделены на части и выполнены с использованием нескольких потоков.
Приложения, которые включают такой механизм, как проверка и сохранение, создание и использование, чтение и проверка, выполняются в несколько потоков. Несколько примеров таких приложений - онлайн-банкинг, пополнение счета и т. Д.
Его можно использовать для создания игр, в которых разные элементы работают в разных потоках.
В Android он используется для обращения к API, работающим в фоновом потоке, чтобы сохранить приложение от остановки.
В веб-приложениях он используется, когда вы хотите, чтобы ваше приложение получало асинхронные вызовы и выполняло асинхронно.

Преимущества многопоточности

Экономичный : он экономичен, поскольку они используют одни и те же ресурсы процессора. Создание потоков занимает меньше времени.
Совместное использование ресурсов : позволяет потокам совместно использовать ресурсы, такие как данные, память, файлы и т. Д. Следовательно, приложение может иметь несколько потоков в одном и том же адресном пространстве.
Отзывчивость . Повышает скорость отклика пользователя, поскольку позволяет программе продолжать работу, даже если часть ее выполняет длительную операцию или заблокирована.
Масштабируемость : увеличивает параллелизм на нескольких процессорных машинах. Это повышает производительность многопроцессорных машин.
Это делает использование ресурсов процессора лучше.

Почему мы должны использовать многопоточность?

Мы должны использовать многопоточность по следующим причинам:

Увеличить параллелизм
Сделать большую часть доступных ресурсов процессора.
Улучшить отзывчивость приложения и улучшить взаимодействие с пользователем.

Предпосылки для изучения многопоточности

Если вы знаете, как эффективно кодировать и писать однопоточные программы, вы готовы изучать и применять многопоточность.

Объем многопоточности

В современном техническом мире разработка программного обеспечения не осуществляется так, как это было раньше в историческом программном обеспечении.

В наше время,

Многоядерные машины распространены, и мы можем уменьшить вычислительные затраты, используя несколько потоков.
Современные приложения получают информацию из различных источников.

Эти два фактора просто говорят нам, что информация будет доступна в асинхронном режиме. Поэтому в ближайшем будущем важна не многопоточность, а способ борьбы с асинхронностью, а асинхронность может быть решена только с многопоточностью.

Кто должен учиться многопоточности?

Люди, занимающиеся кодированием и разработкой приложений, программного обеспечения или процессоров, должны научиться многопоточности, поскольку это единственный способ использовать ваши процессоры и обрабатывать асинхронность.

Карьерный рост в многопоточности

Эта техника никогда не умрет, потому что она имеет некоторые уникальные преимущества, которые не могут быть выполнены любой другой техникой. Компании ищут разработчиков, которые также могут кодировать потоки, чтобы максимально использовать ресурсы и снизить затраты. Поэтому у него хороший карьерный рост и возможности.

Вывод

В компьютерном мире, когда мы говорим о параллелизме, мы говорим о многопоточности. Внедрение многопоточности является достаточно эффективным и простым, поскольку делает работу дешевле. Его специальность для решения асинхронности делает его уникальным. Поэтому он востребован и является достойной технологией для изучения.

Что такое многопоточность? - Типы и использование - Навыки и сфера применения - преимущества