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オペレーティング システムのマルチスレッド化

プログラムの実行中にたどるパスです。現在、書かれたプログラムのほとんどは単一のスレッドとして実行されます。たとえば、プログラムが描画中にキーストロークを読み取ることができないとします。これらのタスクをプログラムで同時に実行することはできません。この問題は、2 つ以上のタスクを同時に実行できるマルチタスクによって解決できます。マルチタスクには、プロセッサ ベースとスレッド ベースの 2 つのタイプがあります。プロセッサベースのマルチタスクは OS によって完全に管理されますが、マルチスレッドによるマルチタスクはプログラマによってある程度制御できます。の概念 マルチスレッド これら 2 つの用語を正しく理解する必要があります – プロセスとスレッド 。プロセスとは、実行中のプログラムです。プロセスは、スレッドと呼ばれる独立したユニットにさらに分割できます。スレッドは、プロセス内の小さな軽量プロセスのようなものです。あるいは、スレッドの集合がプロセスとして知られているものであるとも言えます。 アプリケーション – ねじ切りは、ほぼすべての分野で広く使用されています。現在、リチャージ、オンライン送金、銀行取引などのあらゆるタイプのトランザクション処理が使用されているインターネット上で最も広く見られます。スレッド化は、コードを非常に軽量で CPU への負担が少ない小さな部分に分割するセグメントです。記憶力が向上するため、簡単に作業を行うことができ、目的の分野で目標を達成することができます。スレッドの概念は、テクノロジーの急速かつ定期的な変化と、アプリケーションが少ないためさまざまな領域での作業が少なくなるという問題を考慮して設計されました。そして、必要なのは創造または革新の生成であると言われるように、このアプローチに従って人間の心はスレッドの概念を開発し、プログラミングの能力を強化します。

スレッドのライフサイクル

スレッドのライフサイクルにはさまざまな段階があります。以下は、スレッドがその生涯を通じて通過する段階です。

文字列から整数へ
  • 新しい: 誕生したスレッド (新しいスレッド) のライフサイクルは、この状態から始まります。プログラムが開始されるまでこの状態が維持されます。
  • 実行可能 : スレッドは開始後に実行可能になります。与えられたタスクを実行しているとみなされます。
  • 待っている : 別のスレッドがタスクを実行するのを待機している間、現在実行中のスレッドは待機状態になり、他のスレッドからシグナルを受信した後、再び元の状態に戻ります。
  • 時間指定待機: 実行可能なスレッドは、特定の時間間隔の間この状態になり、その時間が経過するか、スレッドが待機していたイベントが発生すると、元の状態に戻ります。
  • 終了(死亡) : スレッドはタスクを完了するとこの状態になります。

OS での実行の種類

実行には次の 2 種類があります。



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  1. 同時実行: これは、プロセッサが単一プロセッサ上のマルチスレッド プロセス内のスレッド間でリソースを切り替えることに成功した場合に発生します。
  2. 並列実行: これは、プロセス内のすべてのスレッドが、同じマルチスレッド プロセス内で別のプロセッサ上で同時に実行される場合に発生します。

マルチスレッドの欠点

マルチスレッドは複雑で、多くの場合、処理が困難です。いくつかの欠点があります。これらは:

  • ロック メカニズムを適切に使用しないと、データ アクセスの問題を調査しているときに、データの不整合やデッドロックなどの問題が発生する可能性があります。
  • 多くのスレッドが同じデータにアクセスしようとすると、スレッド不足の状況が発生する可能性があります。リソース競合の問題は、ユーザーを悩ませる可能性のあるもう 1 つの問題です。
  • データを表示するときにスレッドの調整が不足している場合、表示の問題が発生する可能性があります。

マルチスレッドの利点:

  • マルチスレッド化により、利用可能な CPU リソースがより効果的に利用され、プログラムのパフォーマンスと効率が向上します。複数のスレッドを同時に実行すると、並列処理を利用して全体の実行時間を短縮できます。
  • マルチスレッド化により、ユーザーとの対話を伴うアプリケーションの応答性が向上します。時間のかかるタスクをメインスレッドから分離することで、ユーザー インターフェイスの応答性を維持し、フリーズしたり応答しなくなったりすることがなくなります。
  • マルチスレッドにより、リソースの使用率が向上します。たとえば、サーバー アプリケーションでは、複数のスレッドが受信クライアント要求を同時に処理できるため、サーバーはより多くのクライアントに同時にサービスを提供できます。
  • マルチスレッドは、複雑なタスクをより小さく管理しやすい実行単位に分割することで、コードの組織化とモジュール化を促進します。各スレッドはタスクの特定の部分を処理できるため、コードの理解と保守が容易になります。