多线程的优势

在本文中，您将了解操作系统中多线程的优点。但在讨论多线程的优点之前，您必须了解多线程。

什么是多线程？

多线程是CPU的一项功能，它允许多个线程独立运行，同时共享相同的进程资源。线程是指令的自觉序列，可以在与其他线程相同的父进程中运行。

多线程允许程序中的许多部分同时运行。这些部分被称为线程，它们是进程中可用的轻量级进程。因此，多线程通过多任务处理提高了CPU利用率。在多线程中，计算机可以同时执行和处理多个任务。

多线程需要对这两个术语有详细的理解：进程和线程。进程是正在运行的程序，进程也可以细分为独立的单元，称为线程。

多线程的例子

您经常使用的大多数应用程序背后都有多个线程在运行。在任何给定时间，您可能在系统中打开了多个选项卡，每个选项卡都显示不同类型的内容。许多执行线程用于显示动画、加载内容、播放视频等。

文字处理器是您都熟悉的多线程程序的另一个例子。多个线程用于显示内容、异步检查内容的拼写和语法，并在您输入时生成内容的PDF版本。这些都同时发生，由独立的线程在内部完成这些任务。

多线程的优势

操作系统中多线程的各种优点如下

1. 响应性

交互式应用程序中的多线程使程序即使在某个部分被阻塞或执行冗长的进程时也能继续运行，从而提高了用户响应能力。

在非多线程环境中，服务器监听端口以获取请求，处理请求，然后继续监听另一个请求。其他用户由于执行请求所需的时间而被迫不必要地等待。相反，更好的方法是在监听端口时将请求传递给工作线程。

例如，多线程网络浏览器允许用户在一个线程中进行交互，而视频在另一个线程中加载。因此，用户无需等待整个网页加载，就可以继续查看网页的某个部分。

2. 资源共享

进程只能通过以下两种技术共享资源：

1. 消息传递
2. 共享内存

程序员必须明确地构造这些策略。另一方面，默认情况下，线程共享它们所属进程的内存和资源。

共享代码和数据的优点是它允许应用程序在同一地址空间中执行多个代码线程。

3. 经济性

为进程创建分配内存和资源是一个昂贵的过程，因为它是一个耗时耗空间的任务。

由于线程与它们所属的进程共享内存，因此建立和上下文切换线程更具成本效益。一般来说，生成和管理进程比线程花费更多的时间。

4. 可扩展性

在多处理器架构中，多编程的优点变得更加明显，因为线程可以在许多处理器上并行执行。当只有一个线程时，不可能将进程分解为由不同处理器执行的更小的作业。

一个单线程进程只能在一个处理器上运行，无论可用处理器的数量是多少。在多个CPU机器上进行多线程处理可以提高并行性。

5. 更好的通信

线程同步功能可用于改善进程间通信。此外，在同一地址空间内跨多个执行线程共享大量数据，可在应用程序内的各种任务之间提供极高带宽、低延迟的通信。

6. 多处理器架构的利用

在多处理器架构中，多线程的优点可以大大增强，因为每个线程都可以在不同的处理器上并行执行。

无论有多少个CPU可用，单线程任务都只能在其中一个CPU上运行。在多CPU机器上，多线程可以增强并发性。

在单处理器架构中，CPU在线程之间切换得如此之快，以至于产生了并行的错觉，但一次只有一个线程在运行。

7. 最大限度地减少系统资源使用

线程对系统资源的影响最小。创建、维护和管理线程的开销低于通用进程。

多线程的缺点

在这里，您将了解多线程的缺点。操作系统中多线程有各种缺点，其中一些缺点如下：

1. 它需要更仔细的同步。
2. 它会消耗大量阻塞线程的堆栈空间。
3. 它需要对线程或进程的支持。
4. 如果父进程有多个线程以实现正常的进程功能，则子进程也应该是多线程的，因为它们可能需要。
5. 它会带来上下文切换开销。