Wątek to pojedynczy strumień sekwencji w procesie. Wątki nazywane są również procesami lekkimi, ponieważ posiadają pewne właściwości procesów. Każdy wątek należy do dokładnie jednego procesu. W systemie operacyjnym obsługującym wielowątkowość proces może składać się z wielu wątków. Ale wątki mogą być skuteczne tylko wtedy, gdy procesor jest większy niż 1, w przeciwnym razie dwa wątki będą musiały przełączyć kontekst dla tego pojedynczego procesora.

Co to jest wątek w systemach operacyjnych?

W procesie wątek odnosi się do pojedynczego wykonywanego działania. działania te są również znane jako wątek wykonania lub kontrola wątku. Teraz każdy proces systemu operacyjnego może wykonać wątek. można powiedzieć, że proces może mieć wiele wątków.

Dlaczego potrzebujemy wątku?

• Wątki działają równolegle, co poprawia wydajność aplikacji. Każdy taki wątek ma swój własny stan procesora i stos, ale współdzielą przestrzeń adresową procesu i środowiska.
• Wątki mogą udostępniać wspólne dane, więc nie muszą z nich korzystać komunikacja międzyprocesowa . Podobnie jak procesy, wątki również mają stany takie jak gotowy, wykonywany, zablokowany itp.
• Priorytet można przypisać wątkom tak samo jak procesowi, a wątek o najwyższym priorytecie jest planowany jako pierwszy.
• Każdy wątek ma swój własny Blok kontrolny wątku (TCB) . Podobnie jak w przypadku procesu, następuje przełączenie kontekstu dla wątku, a zawartość rejestru jest zapisywana w (TCB). Ponieważ wątki mają tę samą przestrzeń adresową i zasoby, synchronizacja jest również wymagana dla różnych działań wątku.

Składniki wątków

Są to podstawowe elementy systemu operacyjnego.

• Miejsce na stos
• Zarejestruj zestaw
• Licznik programu

Rodzaje wątków w systemie operacyjnym

Nici są dwojakiego rodzaju. Zostały one opisane poniżej.

• Wątek na poziomie użytkownika
• Wątek na poziomie jądra

.następna Java

Wątki

1. Wątki na poziomie użytkownika

Wątek na poziomie użytkownika to typ wątku, który nie jest tworzony za pomocą wywołań systemowych. Jądro nie ma żadnego wpływu na zarządzanie wątkami na poziomie użytkownika. Wątki na poziomie użytkownika mogą być łatwo implementowane przez użytkownika. W przypadku, gdy wątki na poziomie użytkownika są procesami jednoręcznymi, zarządza nimi wątek na poziomie jądra. Przyjrzyjmy się zaletom i wadom wątku na poziomie użytkownika.

Zalety wątków na poziomie użytkownika

• Implementacja wątku na poziomie użytkownika jest łatwiejsza niż wątek na poziomie jądra.
• Zmiana kontekstu Czas jest krótszy w wątku na poziomie użytkownika.
• Wątek na poziomie użytkownika jest bardziej wydajny niż wątek na poziomie jądra.
• Ze względu na obecność tylko licznika programu, zestawu rejestrów i miejsca na stosie, ma on prostą reprezentację.

Wady wątków na poziomie użytkownika

• Brakuje koordynacji między wątkiem a jądrem.
• W przypadku błędu strony cały proces może zostać zablokowany.

2. Wątki na poziomie jądra

A Wątek na poziomie jądra to rodzaj wątku, który może łatwo rozpoznać system operacyjny. Wątki na poziomie jądra mają własną tabelę wątków, w której śledzą system. Jądro systemu operacyjnego pomaga w zarządzaniu wątkami. Wątki jądra mają w jakiś sposób dłuższy czas przełączania kontekstu. Jądro pomaga w zarządzaniu wątkami.

Zalety wątków na poziomie jądra

• Zawiera aktualne informacje na wszystkie tematy.
• Aplikacje blokujące częstotliwość mają być obsługiwane przez wątki na poziomie jądra.
• Ilekroć jakikolwiek proces wymaga więcej czasu na przetworzenie, wątek na poziomie jądra zapewnia mu więcej czasu.

Wady wątków na poziomie jądra

• Wątek na poziomie jądra jest wolniejszy niż wątek na poziomie użytkownika.
• Implementacja tego typu wątku jest nieco bardziej złożona niż wątek na poziomie użytkownika.

Więcej informacji znajdziesz w Różnica między wątkiem na poziomie użytkownika a wątkiem na poziomie jądra .

Różnica między procesem a wątkiem

Podstawowa różnica polega na tym, że wątki w ramach tego samego procesu działają w przestrzeni pamięci współdzielonej, podczas gdy procesy działają w oddzielnych przestrzeniach pamięci. Wątki nie są od siebie niezależne, tak jak procesy, w wyniku czego wątki dzielą się z innymi wątkami sekcją kodu, sekcją danych i zasobami systemu operacyjnego (takimi jak otwarte pliki i sygnały). Ale podobnie jak proces, wątek ma swój własny licznik programów (PC) , zestaw rejestrów i miejsce na stosie.

usunięcie z drzewa wyszukiwania binarnego

Więcej informacji znajdziesz w Różnica między procesem a wątkiem .

Co to jest wielowątkowość?

Wątek jest również znany jako proces lekki. Pomysł polega na osiągnięciu równoległości poprzez podzielenie procesu na wiele wątków. Na przykład w A przeglądarka , wiele zakładek może oznaczać różne wątki. MS Word wykorzystuje wiele wątków: jeden wątek do formatowania tekstu, drugi do przetwarzania danych wejściowych itp. Więcej zalet wielowątkowości omówiono poniżej.

Wielowątkowość to technika stosowana w systemach operacyjnych w celu poprawy wydajności i responsywności systemów komputerowych. Wielowątkowość umożliwia wielu wątkom (tj. lekkim procesom) współdzielenie tych samych zasobów pojedynczego procesu, takich jak procesor, pamięć , I Urządzenia wejścia/wyjścia .

Proces jednowątkowy a proces wielowątkowy

Zalety wątku w systemie operacyjnym

• Reakcja na coś : Jeśli proces jest podzielony na wiele wątków, jeśli jeden wątek zakończy swoje działanie, wówczas jego dane wyjściowe mogą zostać natychmiast zwrócone.
• Szybsza zmiana kontekstu : Czas przełączania kontekstu między wątkami jest krótszy w porównaniu do przełączania kontekstu procesu. Przełączanie kontekstu procesu wymaga większego obciążenia procesora.
• Efektywne wykorzystanie systemu wieloprocesorowego : Jeśli mamy wiele wątków w jednym procesie, możemy zaplanować wiele wątków na wielu procesorach. Dzięki temu realizacja procesu będzie szybsza.
• Udostępnianie zasobów : Zasoby takie jak kod, dane i pliki mogą być współużytkowane przez wszystkie wątki w procesie. Uwaga: stosy i rejestry nie mogą być współużytkowane pomiędzy wątkami. Każdy wątek ma swój własny stos i rejestry.
• Komunikacja : Komunikacja między wieloma wątkami jest łatwiejsza, ponieważ wątki mają wspólną przestrzeń adresową. podczas gdy w procesie musimy przestrzegać pewnych specyficznych technik komunikacyjnych w celu komunikacji między dwoma procesami.
• Zwiększona przepustowość systemu : Jeśli proces jest podzielony na wiele wątków, a każda funkcja wątku jest traktowana jako jedno zadanie, wówczas zwiększa się liczba zadań wykonanych w jednostce czasu, zwiększając w ten sposób przepustowość systemu.

Często zadawane pytania dotyczące wątku w systemie operacyjnym – często zadawane pytania

Jaki jest stan wątku w systemie operacyjnym?

Istnieją cztery różne stany wątku.

• nowy
• nadający się do uruchomienia
• zablokowany
• zakończony

Dlaczego wątek jest lepszy niż proces?

Wątki wymagają mniej zasobów, podczas gdy proces wymaga więcej zasobów. dlatego wątek jest lepszy niż proces.

Dlaczego wielowątkowość jest szybsza?

Podczas gdy w przypadku wielowątkowości procesor systemu komputerowego wykonuje tylko jedną instrukcję na raz, różne wątki z kilku aplikacji są wykonywane tak szybko, że sprawia wrażenie, jakby programy działały jednocześnie.

char na liczbę całkowitą Java