¿Qué es el subprocesamiento múltiple?
Multithreading es una técnica de ejecución de múltiples subprocesos simultáneamente. No permite que el proceso o un sistema operativo genere múltiples copias del programa que se ejecuta en la computadora, sino que administra múltiples usuarios o múltiples solicitudes del mismo usuario al mismo tiempo, sin crear múltiples copias del programa. Este artículo le dará una idea de Multithreading y le dará una idea básica sobre por qué y cómo es una tecnología importante para aprender. Un subproceso es un proceso liviano y la unidad de procesamiento más pequeña, y ejecutar múltiples subprocesos simultáneamente se llama subprocesamiento múltiple. Básicamente, es un método para usar un solo conjunto de código por múltiples procesadores.
Entendiendo Multithreading
Hay dos términos que deben entenderse para la comprensión de subprocesos múltiples.
- Hilo: El hilo es la unidad independiente o básica de un proceso.
- Proceso: un programa que se está ejecutando se llama proceso, existen múltiples hilos en un proceso.
La ejecución en subprocesos múltiples es simultánea y paralela.
- Ejecución concurrente: si el procesador puede cambiar los recursos de ejecución entre subprocesos en un proceso multiproceso en un solo procesador, entonces se dice que es una ejecución concurrente.
- Ejecución paralela: cuando cada subproceso en el proceso puede ejecutarse en un procesador separado al mismo tiempo en el mismo proceso multiproceso, entonces se dice que es una ejecución paralela.
Tipos de hilo
- Subproceso a nivel de usuario : son creados y administrados por los usuarios. Se utilizan a nivel de aplicación. No hay participación del sistema operativo. Un buen ejemplo es cuando usamos hilos en programación como en Java, C #, Python, etc., usamos hilos de usuario.
Hay algunos datos únicos incorporados en cada hilo que ayudan a identificarlos, como:
- Contador de programa : un contador de programa es responsable de llevar un registro de las instrucciones y de indicar qué instrucción ejecutar a continuación.
- Registro : los registros del sistema están ahí para mantener el seguimiento de la variable de trabajo actual de un hilo.
- Pila : contiene el historial de ejecución de subprocesos.
- Hilo a nivel de kernel : son implementados y soportados por el sistema operativo. Por lo general, tardan más tiempo en ejecutarse que los hilos de usuario. Por ejemplo, Window Solaris.
Modelos de subprocesos múltiples
Los modelos de subprocesos múltiples son de tres tipos.
- Muchos a muchos
- Muchos a uno
- Uno para en
Muchos a muchos : cualquier cantidad de hilos de usuario puede interactuar con un número igual o menor de hilos de kernel.
Muchos a uno : asigna muchos subprocesos de nivel de usuario a un subproceso de nivel de kernel.
Uno a uno : la relación entre el subproceso de nivel de usuario y el subproceso de nivel de kernel es uno a uno.
Usos de Multithreading
Multithreading es una forma de introducir paralelismo en el sistema o programa. Por lo tanto, puede usarlo en cualquier lugar donde vea rutas paralelas (donde dos hilos no dependen del resultado del otro) para que sea rápido y fácil.
Por ejemplo:
- Procesamiento de datos grandes donde se pueden dividir en partes y hacerlo usando múltiples hilos.
- Las aplicaciones que involucran mecanismos como validar y guardar, producir y consumir, leer y validar se realizan en múltiples hilos. Pocos ejemplos de tales aplicaciones son la banca en línea, recargas, etc.
- Se puede usar para hacer juegos donde se ejecutan diferentes elementos en diferentes hilos.
- En Android, se usa para golpear las API que se ejecutan en el hilo de fondo para evitar que la aplicación se detenga.
- En aplicaciones web, se usa cuando desea que su aplicación reciba llamadas asincrónicas y funcione de forma asincrónica.
Ventajas de Multithreading
- Económico : es económico ya que comparten los mismos recursos de procesador. Se necesita menos tiempo para crear hilos.
- Uso compartido de recursos : permite que los hilos compartan recursos como datos, memoria, archivos, etc. Por lo tanto, una aplicación puede tener múltiples hilos dentro del mismo espacio de direcciones.
- Capacidad de respuesta : aumenta la capacidad de respuesta al usuario, ya que permite que el programa continúe ejecutándose incluso si una parte de él realiza una operación prolongada o está bloqueado.
- Escalabilidad : aumenta el paralelismo en múltiples máquinas con CPU. Mejora el rendimiento de las máquinas multiprocesador.
- Mejora el uso de los recursos de la CPU.
¿Por qué deberíamos usar Multithreading?
Deberíamos usar Multithreading por las siguientes razones:
- Para aumentar el paralelismo
- Para aprovechar al máximo los recursos de CPU disponibles.
- Para mejorar la capacidad de respuesta de la aplicación y brindar una mejor interacción con el usuario.
Prerrequisitos para aprender Multithreading
Si sabe codificar y cómo escribir programas de un solo subproceso de manera eficiente, está listo para aprender y aplicar Multithreading.
Alcance de Multithreading
En el mundo técnico actual, el desarrollo de software no se realiza como se hacía en el software histórico.
Hoy en día,
- Las máquinas de muchos núcleos son comunes y podemos reducir el costo computacional mediante el uso de múltiples subprocesos.
- Las aplicaciones modernas obtienen información de una variedad de fuentes.
Estos dos factores simplemente nos dicen que la información estará disponible de forma asincrónica. Entonces, en el futuro cercano, lo que importa no es el subprocesamiento múltiple, sino una forma de lidiar con la asincronía, y la asincronía solo puede tratarse con el subproceso múltiple.
¿Quién debería aprender Multithreading?
Las personas que codifican y desarrollan aplicaciones, software o procesadores deberían aprender el subprocesamiento múltiple, ya que esta es la única forma de utilizar sus CPU y manejar la asincronía.
Crecimiento profesional en Multithreading
Esta técnica nunca morirá porque tiene algunas ventajas únicas que no se pueden realizar con ninguna otra técnica. Las empresas buscan desarrolladores que también puedan codificar hilos para aprovechar al máximo los recursos y reducir el costo. Por lo tanto, tiene un buen crecimiento profesional y oportunidades.
Conclusión
En el mundo de la informática, cuando hablamos de paralelismo, hablamos de subprocesos múltiples. La implementación de subprocesos múltiples es razonablemente efectiva y directa, ya que hace que el trabajo sea más económico. Su especialidad para lidiar con la asincronía lo hace único. Por lo tanto, está en demanda y es una tecnología valiosa para aprender.
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