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Multithreading nel sistema operativo

UN filo è un percorso che viene seguito durante l’esecuzione di un programma. La maggior parte dei programmi scritti oggigiorno vengono eseguiti come un singolo thread. Diciamo, ad esempio, che un programma non è in grado di leggere le sequenze di tasti durante la creazione di disegni. Queste attività non possono essere eseguite dal programma contemporaneamente. Questo problema può essere risolto attraverso il multitasking in modo che due o più attività possano essere eseguite contemporaneamente. Il multitasking è di due tipi: basato su processore e basato su thread. Il multitasking basato sul processore è totalmente gestito dal sistema operativo, tuttavia il multitasking tramite multithreading può essere controllato in una certa misura dal programmatore. Il concetto di multithreading necessita di una corretta comprensione di questi due termini – un processo e un filo . Un processo è un programma in esecuzione. Un processo può essere ulteriormente suddiviso in unità indipendenti note come thread. Un thread è come un piccolo processo leggero all'interno di un processo. Oppure possiamo dire che una raccolta di thread è ciò che è noto come processo. Applicazioni – La filettatura è ampiamente utilizzata in quasi tutti i campi. Al giorno d'oggi lo si vede più ampiamente su Internet dove utilizziamo l'elaborazione di transazioni di ogni tipo come ricariche, trasferimenti online, operazioni bancarie ecc. Il threading è un segmento che divide il codice in piccole parti che sono molto leggere e hanno meno carico sulla CPU memoria in modo che possa essere facilmente elaborato e possa raggiungere l'obiettivo nel campo desiderato. Il concetto di filettatura è stato concepito a causa del problema dei cambiamenti rapidi e regolari nella tecnologia e della riduzione del lavoro in aree diverse a causa della minore applicazione. Quindi, come si dice, la necessità è la generazione di creazione o innovazione, quindi seguendo questo approccio la mente umana sviluppa il concetto di filo per migliorare la capacità di programmazione.

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Ciclo di vita di un thread

Ci sono varie fasi nel ciclo di vita di un thread. Di seguito sono riportate le fasi che un filo attraversa in tutta la sua vita.

  • Nuovo: Il ciclo di vita di un thread nato (nuovo thread) inizia in questo stato. Rimane in questo stato finché non viene avviato un programma.
  • Percorribile : un thread diventa eseguibile dopo l'avvio. Si ritiene che stia eseguendo il compito assegnatogli.
  • In attesa : durante l'attesa che un altro thread esegua un'attività, il thread attualmente in esecuzione entra nello stato di attesa e quindi torna indietro dopo aver ricevuto un segnale dall'altro thread.
  • Attesa temporizzata: Un thread eseguibile entra in questo stato per un intervallo di tempo specifico e quindi torna indietro quando l'intervallo di tempo scade o si verifica l'evento che il thread stava aspettando.
  • Terminato (morto) : un thread entra in questo stato dopo aver completato la sua attività.

Tipi di esecuzione nel sistema operativo

Esistono due tipi di esecuzione:



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  1. Esecuzione simultanea: Ciò si verifica quando un processore riesce a scambiare risorse tra thread in un processo multithread su un singolo processore.
  2. Esecuzione parallela: Ciò si verifica quando ogni thread del processo viene eseguito contemporaneamente su un processore separato e nello stesso processo multithread

Svantaggi del multithreading

Il multithreading è complesso e molte volte difficile da gestire. Presenta alcuni inconvenienti. Questi sono:

  • Se non si utilizzano correttamente i meccanismi di blocco, durante l'analisi dei problemi di accesso ai dati è possibile che si verifichino problemi come incoerenza dei dati e blocchi critici.
  • Se molti thread tentano di accedere agli stessi dati, è possibile che si verifichi una situazione di thread starvation. I problemi di conflitto delle risorse sono un altro problema che può disturbare l'utente.
  • Potrebbero verificarsi problemi di visualizzazione se i thread non sono coordinati durante la visualizzazione dei dati.

Vantaggi del multithreading:

  • Il multithreading può migliorare le prestazioni e l'efficienza di un programma utilizzando le risorse della CPU disponibili in modo più efficace. Eseguendo più thread contemporaneamente, può sfruttare il parallelismo e ridurre il tempo di esecuzione complessivo.
  • Il multithreading può migliorare la reattività nelle applicazioni che implicano l'interazione dell'utente. Separando le attività che richiedono molto tempo dal thread principale, l'interfaccia utente può rimanere reattiva e non bloccarsi o non rispondere.
  • Il multithreading può consentire un migliore utilizzo delle risorse. Ad esempio, in un'applicazione server, più thread possono gestire contemporaneamente le richieste dei client in ingresso, consentendo al server di servire più client contemporaneamente.
  • Il multithreading può facilitare una migliore organizzazione e modularità del codice dividendo attività complesse in unità di esecuzione più piccole e gestibili. Ogni thread può gestire una parte specifica dell'attività, rendendo il codice più semplice da comprendere e gestire.