O que é Multithreading?
Multithreading é uma técnica de executar vários threads simultaneamente. Ele não permite que o processo ou um sistema operacional gere várias cópias do programa em execução no computador, em vez disso, gerencia vários usuários ou várias solicitações do mesmo usuário ao mesmo tempo, sem criar várias cópias do programa. Este artigo fornecerá uma visão geral sobre Multithreading e uma idéia básica sobre por que e como é uma tecnologia importante para aprender. Um encadeamento é um processo leve e a menor unidade de processamento, e a execução de vários encadeamentos simultaneamente é chamada de multithreading. Então, basicamente, é um método usar um único conjunto de código por vários processadores.
Noções básicas sobre multithreading
Existem dois termos que precisam ser entendidos para a compreensão do multithreading.
- Thread: Thread é a unidade independente ou básica de um processo.
- Processo: Um programa que está sendo executado é chamado de processo, existem vários encadeamentos em um processo.
A execução no multithreading é simultânea e paralela.
- Execução simultânea: se o processador puder alternar recursos de execução entre threads em um processo multithread em um único processador, é considerado uma execução simultânea.
- Execução Paralela: Quando cada encadeamento no processo pode ser executado em um processador separado ao mesmo tempo no mesmo processo multithread, diz-se que é uma execução paralela.
Tipos de Thread
- Thread no nível do usuário : eles são criados e gerenciados pelos usuários. Eles são usados no nível do aplicativo. Não há envolvimento do sistema operacional. Um bom exemplo é quando usamos threading em programação como em Java, C #, Python, etc, usamos threads de usuário.
Existem alguns dados exclusivos incorporados em cada thread que ajudam a identificá-los, como:
- Contador de programa : Um contador de programa é responsável por manter o controle das instruções e dizer qual instrução executar a seguir.
- Registrar : Os registros do sistema existem para manter o controle da variável de trabalho atual de um encadeamento.
- Pilha : contém o histórico de execução do encadeamento.
- Thread no nível do kernel : eles são implementados e suportados pelo sistema operacional. Eles geralmente levam mais tempo para serem executados do que os threads do usuário. Por exemplo, Windows Solaris.
Modelos multithreading
Os modelos multithreading são de três tipos
- Muitos para muitos
- Muitos para um
- Um para on
Muitos para muitos : Qualquer número de threads do usuário pode interagir com um número igual ou menor de threads do kernel.
Muitos para um : mapeia muitos threads no nível do usuário para um thread no nível do Kernel.
Um para um : O relacionamento entre o thread no nível do usuário e o thread no nível do kernel é um a um.
Usos do multithreading
Multithreading é uma maneira de introduzir paralelismo no sistema ou programa. Portanto, você pode usá-lo em qualquer lugar em que veja caminhos paralelos (onde dois threads não dependem do resultado um do outro) para torná-lo rápido e fácil.
Por exemplo:
- Processamento de grandes dados, onde eles podem ser divididos em partes e executados usando vários threads.
- Os aplicativos que envolvem mecanismos como validar e salvar, produzir e consumir, ler e validar são feitos em vários threads. Poucos exemplos de tais aplicativos são serviços bancários on-line, recargas etc.
- Pode ser usado para criar jogos em que diferentes elementos estão sendo executados em diferentes threads.
- No Android, ele é usado para acessar as APIs em execução no encadeamento em segundo plano para evitar que o aplicativo pare.
- Nos aplicativos da Web, é usado quando você deseja que seu aplicativo receba chamadas assíncronas e execute de forma assíncrona.
Vantagens do multithreading
- Econômico : é econômico, pois compartilham os mesmos recursos do processador. Demora menos tempo para criar threads.
- Compartilhamento de recursos : Permite que os threads compartilhem recursos como dados, memória, arquivos, etc. Portanto, um aplicativo pode ter vários threads no mesmo espaço de endereço.
- Capacidade de resposta : aumenta a capacidade de resposta ao usuário, pois permite que o programa continue sendo executado mesmo que uma parte dele esteja executando uma operação demorada ou esteja bloqueada.
- Escalabilidade : aumenta o paralelismo em várias máquinas com CPU. Melhora o desempenho de máquinas com vários processadores.
- Isso melhora o uso dos recursos da CPU.
Por que devemos usar o Multithreading?
Devemos usar o Multithreading pelos seguintes motivos:
- Para aumentar o paralelismo
- Para aproveitar a maioria dos recursos disponíveis da CPU.
- Para melhorar a capacidade de resposta do aplicativo e oferecer uma melhor interação com o usuário.
Pré-requisitos para aprender Multithreading
Se você souber codificar e como escrever programas de thread único com eficiência, estará pronto para aprender e aplicar o Multithreading.
Escopo da multithreading
No mundo técnico de hoje, o desenvolvimento de software não é feito como costumava ser feito em software histórico.
Hoje em dia,
- Máquinas com muitos núcleos são comuns e podemos reduzir o custo computacional usando vários encadeamentos.
- Os aplicativos modernos buscam informações de várias fontes.
Esses dois fatores estão simplesmente nos dizendo que as informações estarão disponíveis de maneira assíncrona. Portanto, em um futuro próximo, o que importa não é multithreading, mas uma maneira de lidar com assincronia, e a assincronia pode ser tratada apenas com multithreading.
Quem deve aprender Multithreading?
As pessoas que codificam e desenvolvem aplicativos, software ou processadores devem aprender multithreading, pois essa é a única maneira de fazer uso de suas CPUs e lidar com assincronia.
Crescimento de carreira em Multithreading
Essa técnica nunca morre porque tem algumas vantagens únicas que não podem ser executadas por nenhuma outra técnica. As empresas estão procurando desenvolvedores que também possam codificar em threads para aproveitar ao máximo os recursos e reduzir o custo. Portanto, possui um bom crescimento na carreira e oportunidades.
Conclusão
No mundo da computação, quando falamos em paralelismo, falamos em multithreading. A implementação de multithreading é razoavelmente eficaz e direta, pois torna o trabalho mais barato. Sua especialidade em lidar com assincronia o torna único. Portanto, está em demanda e é uma tecnologia valiosa para aprender.
Artigos recomendados
Este foi um guia para o que é multithreading. Aqui discutimos os tipos, usos, vantagens e crescimento de carreira do multithreading. Você também pode consultar nossos outros artigos sugeridos para saber mais -
- O que é JavaScript?
- O que é o Data Analytics?
- O que é o banco de dados MySQL?
- O que é inteligência artificial?