Você sabe o que é multithreading? Esse é um modelo de execução que melhora a performance e aumenta a eficiência de aplicações.
O multithreading está por trás da execução de softwares tanto em relação a velocidade quanto na capacidade de resposta.
Por isso, hoje vamos explicar o que é multithreading, qual é a sua função e os benefícios que esse modelo pode trazer ao seu software.
Vamos lá?
O que é multithreading
Para compreender o que é multithreading, é preciso entender primeiro o que é thread no contexto da programação.
Thread
Um thread é uma unidade independente que tem sua origem na execução de um processo ou de um aplicativo.
Assim, o multithreading acontece no momento em que várias threads são desempenhadas simultaneamente em um processo.
Logo, a garantia da performance para os sistemas é possível por que esse modelo de execução de aplicações permite que as threads sejam criadas e executadas de forma independente e compartilhando recursos de forma simultânea.
Diferença entre threads e processos
Processo é quando uma aplicação está em execução, de maneira que cada processo tem seu próprio pedaço de memória do sistema operacional. Assim, essa memória não pode ser compartilhada com outros processos.
Já as threads compartilham o mesmo pedaço de memória em vez de terem um pedaço para si. Dessa maneira, a conversa entre elas é mais fácil e ágil, sendo reconhecidas até como “processos leves” pela facilidade em sua criação e por consumirem menos recursos.
Com as threads, é possível fazer com que um software execute múltiplas operações ao mesmo tempo. Ao passo que sem elas, codificar uma aplicação se daria de forma mais desafiadora, precisando desenvolvê-la por tarefa e executando como processo para sincronizá-la através do sistema operacional.
Execução simultânea e paralela
Se tratando da execução do multithreading, uma de suas principais características é que sua execução pode ser simultânea ou paralela.
Quando a execução é paralela, o sistema é quem cuida de mais de uma thread em um tempo determinado. Já em execução simultânea, o sistema cuida de uma por vez, trazendo eficiência para mover-se rapidamente entre duas ou mais threads.
Thread nível usuário x Thread nível kernel
Essa também é uma diferença importante. Afinal, quando se fala apenas em “threads” geralmente a referência são as “kernel threads”, termo destinado às threads gerenciadas e escalonadas no espaço kernel do sistema operacional.
Em contrapartida, ao designar via código as threads gerenciadas e escalonadas no espaço da pessoa usuária, o termo utilizado é “user threads”.
Modelos de multithreading
São 3 os modelos principais de multithreading, vejamos caso a caso:
Um para um
Esse modelo ocorre quando cada thread da pessoa usuária é mapeada para uma thread do kernel. Caracterizando seu relacionamento como um para um.
Muitos para muitos
Nesse caso, o que acontece é que várias threads de pessoas usuárias são mapeadas para um número igual ou menor de threads do kernel, de acordo com a aplicação ou a máquina.
Muitos para um
Considerado o modelo mais eficiente, aparece no momento em que o espaço da pessoa usuária é quem define a gestão das threads. Ou seja, quando temos várias threads da pessoa usuária mapeadas para uma única thread do kernel.
Quais as utilidades do multithreading
Pode-se utilizar o multithreading de diversas maneiras, considerando como foco o desempenho do software ou aplicativo.
Algumas exemplos de uso são:
- APIs de emissão de notas fiscais
- Aplicativos que utilizam recursos de validação, leitura e salvamento, como os softwares de texto;
- Navegadores web onde é possível fazer download de vários arquivos e abrir várias abas ao mesmo tempo em que se navega;
- Jogos de computadores que contém vários objetos em execução simultânea, como carros, motos, humanos e música tocando.
Inclusive, esse modelo pode ser utilizado na interação entre duas ou mais threads no seu ERP.
Multithreading e seus benefícios
Podemos elencar alguns benefícios no uso desse modelo de execução para um software:
Compartilhamento de recursos
Por utilizar os mesmos recursos de memória, arquivos, dados, entre outros, o multithreading permite que uma única aplicação possua diferentes threads dentro do mesmo espaço.
Maior capacidade de resposta
Utilizando esse modelo, os softwares podem ser operados mesmo com algumas partes bloqueadas. Ou até mesmo se o processo estiver executando uma operação demorada.
Economia
Devido ao compartilhamento de recursos, o uso de threads gera economia. Pois construir um software utilizando processos demanda mais tempo e dinheiro, já que exigem mais memória e recursos.
Outro ponto é que a sobrecarga quando se cria e gerencia processos do software é maior do que quando se gerencia threads.
Conclusão
Entender o que é multithreading permite enxergar vários benefícios para a execução de softwares. Mostrando que são interessantes no que tange a eficiência, proporcionando economia, um tempo de resposta ágil e uma performance otimizada.
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