Qu'est-ce que le multithreading?
Le multithreading est une technique d'exécution simultanée de plusieurs threads. Il ne permet pas au processus ou à un système d'exploitation de générer plusieurs copies du programme en cours d'exécution sur l'ordinateur, il gère plutôt plusieurs utilisateurs ou plusieurs demandes du même utilisateur en même temps, sans créer plusieurs copies du programme. Cet article vous donnera un aperçu du multithreading et vous donnera une idée de base sur pourquoi et comment c'est une technologie importante à apprendre. Un thread est un processus léger et la plus petite unité de traitement, et l'exécution simultanée de plusieurs threads est appelée multithreading. Donc, fondamentalement, c'est une méthode pour utiliser un seul ensemble de codes par plusieurs processeurs.
Comprendre le multithreading
Il faut comprendre deux termes pour comprendre le multithreading.
- Thread: Thread est l'unité indépendante ou de base d'un processus.
- Processus: Un programme en cours d'exécution est appelé un processus, plusieurs threads existent dans un processus.
L'exécution en multithreading est à la fois simultanée et parallèle.
- Exécution simultanée: si le processeur peut basculer les ressources d'exécution entre les threads dans un processus multithread sur un seul processeur, il s'agit alors d'une exécution simultanée.
- Exécution parallèle: lorsque chaque thread du processus peut s'exécuter sur un processeur distinct en même temps dans le même processus multithread, il s'agit alors d'une exécution parallèle.
Types de fil
- Thread de niveau utilisateur : ils sont créés et gérés par les utilisateurs. Ils sont utilisés au niveau de l'application. Il n'y a aucune implication de l'OS. Un bon exemple est lorsque nous utilisons des threads dans la programmation comme en Java, C #, Python, etc., nous utilisons des threads utilisateur.
Il y a des données uniques incorporées dans chaque fil qui aident à les identifier, telles que:
- Compteur de programmes : un compteur de programmes est chargé de garder la trace des instructions et de dire quelle instruction exécuter ensuite.
- Register : les registres système sont là pour garder la trace de la variable de travail actuelle d'un thread.
- Stack : il contient l'historique de l'exécution des threads.
- Thread au niveau du noyau : ils sont implémentés et pris en charge par le système d'exploitation. Leur exécution prend généralement plus de temps que les threads utilisateur. Par exemple Window Solaris.
Modèles multithreads
Les modèles multithreads sont de trois types
- Plusieurs à plusieurs
- Plusieurs contre un
- Un à sur
Plusieurs à plusieurs : n'importe quel nombre de threads utilisateur peut interagir avec un nombre égal ou inférieur de threads du noyau.
Plusieurs à un : il mappe de nombreux threads de niveau utilisateur à un thread de niveau noyau.
Un à un : la relation entre le thread de niveau utilisateur et le thread de niveau noyau est un à un.
Utilisations du multithreading
Le multithreading est un moyen d'introduire le parallélisme dans le système ou le programme. Ainsi, vous pouvez l'utiliser partout où vous voyez des chemins parallèles (où deux threads ne dépendent pas du résultat l'un de l'autre) pour le rendre rapide et facile.
Par exemple:
- Traitement de grandes données où elles peuvent être divisées en parties et faites-le en utilisant plusieurs threads.
- Les applications qui impliquent des mécanismes tels que valider et enregistrer, produire et consommer, lire et valider sont effectuées dans plusieurs threads. Peu d'exemples de telles applications sont les services bancaires en ligne, les recharges, etc.
- Il peut être utilisé pour créer des jeux où différents éléments s'exécutent sur différents threads.
- Dans Android, il est utilisé pour frapper les API qui s'exécutent dans le thread d'arrière-plan pour empêcher l'application de s'arrêter.
- Dans les applications Web, il est utilisé lorsque vous souhaitez que votre application reçoive des appels asynchrones et fonctionne de manière asynchrone.
Avantages du multithreading
- Économique : il est économique car ils partagent les mêmes ressources processeur. La création de threads prend moins de temps.
- Partage des ressources : il permet aux threads de partager des ressources comme les données, la mémoire, les fichiers, etc. Par conséquent, une application peut avoir plusieurs threads dans le même espace d'adressage.
- Réactivité : il augmente la réactivité à l'utilisateur car il permet au programme de continuer à fonctionner même si une partie de celui-ci effectue une opération longue ou est bloquée.
- Évolutivité : elle augmente le parallélisme sur plusieurs machines à processeur. Il améliore les performances des machines multiprocesseurs.
- Il améliore l'utilisation des ressources CPU.
Pourquoi devrions-nous utiliser le multithreading?
Nous devons utiliser le multithreading pour les raisons suivantes:
- Augmenter le parallélisme
- Pour tirer le meilleur parti des ressources CPU disponibles.
- Pour améliorer la réactivité de l'application et donner une meilleure interaction avec l'utilisateur.
Prérequis pour l'apprentissage du multithreading
Si vous savez coder et écrire efficacement des programmes à un seul thread, vous êtes prêt à apprendre et à appliquer le multithreading.
Portée du multithreading
Dans le monde technique d'aujourd'hui, le développement de logiciels ne se fait plus comme auparavant dans les logiciels historiques.
Aujourd'hui,
- Les machines à plusieurs cœurs sont courantes et nous pouvons réduire le coût de calcul en utilisant plusieurs threads.
- Les applications modernes récupèrent des informations à partir de diverses sources.
Ces deux facteurs nous indiquent simplement que les informations seront disponibles de manière asynchrone. Donc, dans un avenir proche, ce qui importerait n'est pas le multithreading mais un moyen de gérer l'asynchronie, et l'asynchronie ne peut être traitée qu'avec le multithreading.
Qui devrait apprendre le multithreading?
Les personnes qui codent et développent des applications ou des logiciels ou des processeurs devraient apprendre le multithreading car c'est la seule façon d'utiliser vos processeurs et de gérer l'asynchronie.
Croissance de carrière en multithreading
Cette technique ne mourra jamais car elle présente des avantages uniques qui ne peuvent être exécutés par aucune autre technique. Les entreprises recherchent des développeurs qui peuvent également coder des threads pour tirer le meilleur parti des ressources et réduire les coûts. Par conséquent, il a une bonne croissance de carrière et de bonnes opportunités.
Conclusion
Dans le monde informatique, lorsque nous parlons de parallélisme, nous parlons de multithreading. La mise en œuvre du multithreading est raisonnablement efficace et simple car elle rend le travail moins cher. Sa spécialité de traiter l'asynchronie le rend unique. Par conséquent, il est en demande et c'est une technologie intéressante à apprendre.
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