Διαδικασία εναντίον Νήματος
Για να επιτρέπεται στους υπολογιστές να κάνουν περισσότερες από μία δραστηριότητες τη φορά, τόσο η διαδικασία όσο και το νήμα παρέχουν εξαιρετική υπηρεσία, αλλά υπάρχει διαφορά μεταξύ τους στον τρόπο λειτουργίας τους. Όλα τα προγράμματα που εκτελούνται σε έναν υπολογιστή χρησιμοποιούν τουλάχιστον μία διεργασία ή νήμα. Η διαδικασία και το νήμα επιτρέπουν στον επεξεργαστή να εναλλάσσεται ομαλά μεταξύ πολλών εργασιών ενώ μοιράζεται τους πόρους του υπολογιστή. Είναι λοιπόν καθήκον ενός προγραμματιστή να χρησιμοποιεί νήματα και διεργασίες με αποτελεσματικό τρόπο για να φτιάξει έναν επεξεργαστή με υψηλή απόδοση. Η υλοποίηση των νημάτων και των διεργασιών διαφέρει ανάλογα με το διαθέσιμο λειτουργικό σύστημα.
Τι είναι μια διαδικασία;
Μια διαδικασία, γενικά, είναι μια συνεχής σειρά ενεργειών για την επίτευξη ενός συγκεκριμένου αποτελέσματος. Όμως, στον κόσμο των υπολογιστών, μια διεργασία είναι ένα παράδειγμα ενός εκτελούμενου προγράμματος υπολογιστή. Με άλλα λόγια, είναι μια ιδέα μιας μεμονωμένης εμφάνισης ενός προγράμματος υπολογιστή που εκτελείται. Απλώς οι διεργασίες εκτελούν δυαδικά αρχεία που περιέχουν ένα ή περισσότερα νήματα.
Ανάλογα με τον αριθμό των νημάτων που εμπλέκονται σε μια διαδικασία, υπάρχουν δύο τύποι διεργασιών. Είναι διεργασίες μονού νήματος και διεργασίες πολλαπλών νημάτων. Όπως υποδηλώνει το όνομά της, μια διαδικασία ενός νήματος είναι μια διαδικασία που έχει μόνο ένα νήμα. Επομένως, αυτό το νήμα είναι μια διαδικασία και συμβαίνει μόνο μία δραστηριότητα. Σε μια διαδικασία πολλαπλών νημάτων, υπάρχουν περισσότερα από ένα νήμα και υπάρχουν περισσότερες από μία δραστηριότητες που συμβαίνουν.
Δύο ή περισσότερες διεργασίες μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους χρησιμοποιώντας επικοινωνία μεταξύ διεργασιών. Αλλά είναι αρκετά δύσκολο και χρειάζονται περισσότερους πόρους. Όταν κάνει μια νέα διαδικασία, ένας προγραμματιστής πρέπει να κάνει δύο πράγματα. Αποτελούν αντιγραφή της μητρικής διαδικασίας και κατανομή μνήμης και πόρων για τη νέα διαδικασία. Αυτό λοιπόν είναι πολύ ακριβό.
Τι είναι ένα νήμα;
Στον κόσμο της πληροφορικής, ένα νήμα είναι η μικρότερη εκτέλεση εντολών ενός προγράμματος υπολογιστή που μπορεί να διαχειρίζεται ανεξάρτητα σύμφωνα με ένα χρονοδιάγραμμα. Ένα νήμα είναι μια απλή διαδρομή εκτέλεσης μέσα σε μια διαδικασία. Ένα νήμα είναι τόσο ισχυρό όσο μια διαδικασία, επειδή ένα νήμα μπορεί να κάνει οτιδήποτε μπορεί να κάνει μια διαδικασία. Ένα νήμα είναι μια ελαφριά διαδικασία και χρειάζεται μόνο λιγότερους πόρους. Τα νήματα μπορούν να διαβάζουν και να γράφουν στις ίδιες μεταβλητές και στη μεταβλητή δομών δεδομένων. Το νήμα μπορεί εύκολα να επικοινωνήσει μεταξύ των νημάτων.
Σήμερα το multi-threading έχει γίνει μια φυσική προσέγγιση σε πολλά προβλήματα. Ένα μεγάλο έργο χωρίζεται σε μέρη και καθένα από αυτά ανατίθεται σε μια μονάδα εκτέλεσης που ονομάζεται νήμα. Αυτό είναι απλά πολλαπλών νημάτων. Αυτό απαιτεί προσεκτικό προγραμματισμό επειδή τα νήματα μοιράζονται δομές δεδομένων που τροποποιούνται από άλλο νήμα κάθε φορά και επίσης επειδή τα νήματα μοιράζονται τον ίδιο χώρο διευθύνσεων. Ένα ακόμη πλεονέκτημα των νημάτων είναι ότι τα νήματα παρέχουν έναν αποτελεσματικό και αποτελεσματικό τρόπο επίτευξης παραλληλισμού. Η απόδοση ενός συστήματος μπορεί να αυξηθεί αφήνοντας πολλά νήματα να εκτελούνται σε πολλούς επεξεργαστές επειδή το νήμα είναι μια ανεξάρτητα προγραμματιζόμενη οντότητα.
Mutli-threading
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Process και Thread;
• Οι διεργασίες είναι δύσκολο να δημιουργηθούν επειδή χρειάζονται αντιγραφή της γονικής διαδικασίας και της εκχώρησης μνήμης, ενώ τα νήματα είναι εύκολο να δημιουργηθούν αφού δεν απαιτούν ξεχωριστό χώρο διευθύνσεων.
• Τα νήματα χρησιμοποιούνται για απλές εργασίες ενώ οι διεργασίες χρησιμοποιούνται για εργασίες μεγάλου βάρους, όπως η εκτέλεση μιας εφαρμογής.
• Οι διεργασίες δεν μοιράζονται τον ίδιο χώρο διευθύνσεων, αλλά τα νήματα εντός της ίδιας διεργασίας μοιράζονται τον ίδιο χώρο διευθύνσεων.
• Οι διεργασίες είναι ανεξάρτητες η μία από την άλλη, αλλά τα νήματα αλληλοεξαρτώνται καθώς μοιράζονται τον ίδιο χώρο διευθύνσεων.
• Μια διαδικασία μπορεί να αποτελείται από πολλά νήματα.
• Εφόσον τα νήματα μοιράζονται τον ίδιο χώρο διευθύνσεων, η εικονική μνήμη συσχετίζεται μόνο με διεργασίες αλλά όχι με νήματα. Αλλά ένας ξεχωριστός εικονικός επεξεργαστής σχετίζεται με κάθε νήμα.
• Κάθε διεργασία έχει τον δικό της κωδικό και δεδομένα, ενώ τα νήματα των διεργασιών μοιράζονται τον ίδιο κώδικα και δεδομένα.
• Κάθε διαδικασία ξεκινά με ένα κύριο νήμα, αλλά μπορεί να δημιουργήσει επιπλέον νήματα εάν απαιτείται.
• Η εναλλαγή περιβάλλοντος μεταξύ διεργασιών είναι πολύ πιο αργή από την εναλλαγή περιβάλλοντος μεταξύ νημάτων της ίδιας διαδικασίας.
• Τα νήματα μπορούν να έχουν άμεση πρόσβαση στα τμήματα δεδομένων τους, αλλά οι διαδικασίες έχουν το δικό τους αντίγραφο τμημάτων δεδομένων.
• Οι διεργασίες έχουν γενικά έξοδα αλλά όχι νήματα.
Σύνοψη:
Διαδικασία έναντι νήματος
Η διαδικασία και το νήμα είναι δύο τεχνικές που χρησιμοποιούνται από τους προγραμματιστές προκειμένου να ελέγχουν τον επεξεργαστή και την εκτέλεση εντολών σε έναν υπολογιστή με αποτελεσματικό και αποτελεσματικό τρόπο. Μια διαδικασία μπορεί να περιέχει πολλά νήματα. Τα νήματα παρέχουν έναν αποτελεσματικό τρόπο κοινής χρήσης μνήμης, παρόλο που λειτουργεί πολλαπλές εκτελέσεις παρά διεργασίες. Επομένως, τα νήματα είναι μια εναλλακτική λύση σε πολλαπλές διεργασίες. Με την αυξανόμενη τάση προς επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων, τα νήματα θα γίνουν το πιο σημαντικό εργαλείο στον κόσμο των προγραμματιστών.
