Понятие потока. Характеристики потоков. Многопоточность как свойство операционной системы

Поток – единица выполнения. Это сущность внутри процесса, подлежащая планированию. Это отдельный счётчик команд. Поток отображает одну из возможно многих подзадач процесса.

Многопоточность (англ. multi-threading) - свойство операционной системы или приложения, заключающийся в том, что процесс, порожденный в операционной системе, может состоять из нескольких потоков, выполняющихся параллельно, или даже одновременно на многопроцессорных системах. При выполнении некоторых задач такое разделение может достичь более эффективного использования ресурсов компьютера.

Сутью многопоточности является квази-многозадачность на уровне одного исполняемого процесса, то есть все нити выполняются в адресном пространстве процесса. Кроме этого, все нити процесса имеют не только общий адресное пространство, но и общие дескрипторы файлов. Процесс, который выполняется, имеет как минимум одну (главную) нить.

Многопоточность (как доктрину программирования) не следует путать ни с многозадачностью, ни с много-процесорнистю, несмотря на то, что операционные системы, реализующие многозадачность, как правило реализуют и многопоточность.

Преимущества в многопоточности следующие:

· Упрощение программы в некоторых случаях, за счет использования общего адресного пространства

· Меньшие относительно процесса временные затраты на создание нити и взаимодействие между потоками

· Повышение производительности процесса за счет распараллеливания процессорных вычислений и операций ввода / вывода

Каждый процесс имеет таблицу потоков, аналогичную таблице процессов ядра.

Преимущества этого типа следующие:

· возможность реализации на ядре, что не поддерживает многопоточность

· скорее переключение, создание и завершение потоков

· процесс может иметь собственный алгоритм планирования.

Недостатки:

· отсутствие прерывания по таймеру внутри одного процесса

· при использовании блокирующего системного запроса остальные потоков блокируется

· отсутствует выигрыш в быстродействии на много-процессорных системах

· сложность реализации