Обзор потоков

Обзор потоков

Каждый процесс Win32 имеет один главный "поток", выполняющий функции точки входа в приложение. В следующей главе будет выяснено, как создавать дополнительные потоки и соответствующий программный код, применяя возможности пространства имен System.Threading, но пока что для освещения вопросов, представленных здесь, нам нужно выполнить определенную вспомогательную работу. Во-первых, заметим, что поток – это "нить" выполнения в рамках данного процесса. Первый поток, созданный точкой входа процесса, называется первичным потоком. Приложения Win32 с графическим интерфейсом пользователя определяют в качестве точки входа приложения метод WinMain(). Консольные приложения для этой цели используют метод Main(). Процессы, состоящие из одного первичного потока, будут потокоустойчивыми, поскольку в них в каждый момент времени только один поток может получить доступ к данным приложения. Однако одно-поточный процесс (особенно если он основан на графическом интерфейсе) часто бывает "склонен" не отвечать пользователю при выполнении потоком достаточно сложных действий (например, связанных с печатью большого текстового файла, запутанными вычислениями или попытками соединиться с удаленным сервером).

Учитывая эти потенциальные недостатки однопоточных приложений, Win32 API позволяет первичным потокам порождать дополнительные вторичные потоки (также называемые рабочими потоками), используя, например, такую удобную функцию Win32 API, как CreateThread(). Каждый поток (первичный или вторичный) в таком процессе становится уникальным элементом выполнения и получает доступ ко всем открытым элементам данных на условиях конкуренции.

Вы можете сами догадаться, что разработчики создают дополнительные потоки, как правило, для того, чтобы программа могла быстрее реагировать на. действия пользователя. Многопоточные процессы обеспечивают иллюзию того, что все действия выполняются приблизительно за одно и то же время. Например, приложение может порождать рабочий поток для выполнения действий, требующих много времени (снова вспомним о печати большого файла). Как только созданный вторичный поток начинает свою работу, главный поток снова получает возможность отвечать на пользовательский ввод, что позволяет процессу в целом потенциально обеспечить лучшую производительность. Хотя в реальности этого может и не произойти: использование слишком большого числа потоков в рамках одного процесса может ухудшить производительность, поскольку процессору придется часто переключаться между активными потоками (а это требует немало времени).

В реальности всегда следует учитывать то, что многопоточность является, по сути, иллюзией, обеспечиваемой операционной системой. Машины, основанные на одним процессоре, в действительности не способны обрабатывать несколько потоков одновременно. Вместо этого системы с одним процессором выделяют каждому потоку свою) часть времени (что называют квантованием времени) на основе уровня приоритета данного потока. Когда квант времени потока заканчивается, текущий поток приостанавливается, чтобы свою задачу мог выполнить другой поток. Чтобы поток "помнил", что происходило перед тем, как поток был временно "отодвинут в сторону", каждый поток получает возможность записать необходимые данные в блик TLS (Thread Local Storage – локальная память потока), и каждому потоку обеспечивается отдельный стек вызовов, как показано на рис. 13.2.

Если тема потоков для вас нова, не слишком беспокойтесь о деталях. На этот момент достаточно запомнить только то, что поток является уникальной "нитью" выполнения в рамках процесса Win32. Каждый процесс имеет первичный поток (создаваемый точкой входа в приложение) и может содержать дополнительные потоки, которые создаются программными средствами.

Замечание. Новые процессоры Intel имеют особенность, называемую технологией НТ (Hyper-Threading Technology – гиперпотоковая технология), которая позволяет одному процессору при определенных условиях обрабатывать множество потоков одновременно. Подробности описания этой технологии можно найти по адресу http://www.intel.com/info/hyperthreading.

Рис. 13.2. Взаимосвязь процесса и потоков Win32

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Похожие главы из других книг

10.4.2 Анализ потоков

Из книги Архитектура операционной системы UNIX автора Бах Морис Дж

10.4.2 Анализ потоков Ричи упоминает о том, что им была предпринята попытка создания потоков только с процедурами "вывода" или только с процедурами обслуживания. Однако, процедура обслуживания необходима для управления потоками данных, так как модули должны иногда ставить


ИТЕРАТОРЫ ПОТОКОВ

Из книги Руководство по стандартной библиотеке шаблонов (STL) автора Ли Менг

ИТЕРАТОРЫ ПОТОКОВ Чтобы шаблоны алгоритмов могли работать непосредственно с потоками ввода-вывода, предусмотрены соответствующие шаблонные классы, подобные итераторам. Например,partial_sum_copy(istream_iterator‹double›(cin), istream_iterator‹double›(), ostream_iterator‹double›(cout, " "));читает файл,


Пул потоков CLR

Из книги Язык программирования С# 2005 и платформа .NET 2.0. [3-е издание] автора Троелсен Эндрю

Пул потоков CLR Заключительной темой нашего обсуждения в этой плаве, посвященной потокам, будет пул потоков CLR. При асинхронном вызове типов с помощью делегатов (посредством метода BeginInvoke()) нельзя сказать, что среда CLR буквально создает совершенно новый поток. В целях


2.2.1.3 Планирование потоков

Из книги Руководство администратора баз данных Informix. автора Кустов Виктор

2.2.1.3 Планирование потоков Сервер осведомлен о степени значимости различных потоков и в соответствии с этим назначает для них приоритеты. Например, потоки ввода-вывода получают приоритеты следующим образом: 1. ввод-вывод логической журнализации - наивысший приоритет;2.


Обзор потоков

Из книги Системное программирование в среде Windows автора Харт Джонсон М

Обзор потоков Поток (thread) — это независимая единица выполнения в контексте процесса. Программист, разрабатывающий многопоточную программу, должен организовать выполнение потоков таким образом, чтобы это позволило упростить программу и воспользоваться


Стеки потоков и допустимые количества потоков

Из книги Программирование на языке Ruby [Идеология языка, теория и практика применения] автора Фултон Хэл

Стеки потоков и допустимые количества потоков Следует сделать еще два предостережения. Во-первых, подумайте о размере стека, который по умолчанию составляет 1 Мбайт. В большинстве случаев этого будет вполне достаточно, но если существуют какие-либо сомнения на сей счет,


13.1.1. Создание потоков

Из книги QNX/UNIX [Анатомия параллелизма] автора Цилюрик Олег Иванович

13.1.1. Создание потоков Создать поток просто: достаточно вызвать метод new и присоединить блок, который будет исполняться в потоке.thread = Thread.new do # Предложения, исполняемые в потоке...endВозвращаемое значение — объект типа Thread. Главный поток программы может использовать его для


13.1.6. Группы потоков

Из книги Введение в QNX/Neutrino 2. Руководство по программированию приложений реального времени в QNX Realtime Platform автора Кёртен Роб

13.1.6. Группы потоков Группа потоков — это механизм управления логически связанными потоками. По умолчанию все потоки принадлежат группе Default (это константа класса). Но если создать новую группу, то в нее можно будет помещать потоки.В любой момент времени поток может


13.2. Синхронизация потоков

Из книги Программирование для Linux. Профессиональный подход автора Митчелл Марк

13.2. Синхронизация потоков Почему необходима синхронизация? Потому что из-за «чередования» операций доступ к переменным и другим сущностям может осуществляться в порядке, который не удается установить путем чтения исходного текста отдельных потоков. Два и более потоков,


Динамический пул потоков

Из книги автора

Динамический пул потоков Динамический пул потоков не является каким-то специфическим механизмом, продиктованным именно микроядерной архитектурой QNX. Это удачная искусственная конструкция, все определения которой размещены в файле <sys/dispatch.h>. Удивительно не то, что в


Состояния потоков

Из книги автора

Состояния потоков Несколько раз небрежно упомянув о «выполнении», «готовности» и «блокировке», давайте теперь формализуем эти состояния потока.Выполнение (RUNNING)Состояние выполнения (RUNNING) в QNX/Neutrino означает, что поток активно использует ресурсы процессора. В системе SMP


Пулы потоков

Из книги автора

Пулы потоков Другое существенное дополнение в QNX/Neutrino — это понятие пула потоков. Вы будете часто обращать внимание в ваших программах на то обстоятельство, что вам хотелось бы иметь несколько потоков и управлять их поведением в определенных пределах. Например, для


4.1.5. Атрибуты потоков

Из книги автора

4.1.5. Атрибуты потоков Потоковые атрибуты — это механизм настройки поведения отдельных потоков. Вспомните, что функция pthread_create() принимает аргумент, являющийся указателем на объект атрибутов потока. Если этот указатель равен NULL, поток конфигурируется на основании


Создание потоков

Из книги автора

Создание потоков Обеспечить многопоточную обработку в приложении Qt достаточно просто: мы только создаем подкласс QThread и переопределяем его функцию run(). Чтобы показать, как это работает, мы начнем с рассмотрения программного кода очень простого подкласса QThread, который


Синхронизация потоков

Из книги автора

Синхронизация потоков Обычным требованием для многопоточных приложений является синхронизация работы нескольких потоков. Для этого в Qt предусмотрены следующие классы: QMutex, QReadWriteLock, QSemaphore и QWaitCondition.Класс QMutex обеспечивает такую защиту переменной или участка