çoklu iş parçacığı tek bir program içinde birden çok yürütme iş parçacığını çalıştırma kavramıdır. Aynı anda birden fazla işlemi gerçekleştirmemizi sağladığı için C++ gibi programlama dillerinde çok kullanışlı bir özelliktir. C++'da, çoklu iş parçacığı aracılığıyla elde edilebilir.
çoklu iş parçacığı aynı çoklu görev gibidir. Bu, iki veya daha fazla iş parçacığının aynı anda çalıştığı anlamına gelir. Böyle bir programda, her bileşene bir iş parçacığı adı verilir ve her iş parçacığı benzersiz bir yürütme yolu belirtir. için yerleşik bir destek yoktur. çok iş parçacıklı C++ 11'den önceki programlar. Bu özellik tamamen işletim sistemi tarafından sağlanmaktadır.
çoklu iş parçacığı aynı zamanda bir programı aynı anda çalışan daha küçük iş parçacıklarına bölmek olarak da adlandırılabilir. için kullanılan thread sınıfı çoklu iş parçacığı C++'da çok sayıda iş parçacığı oluşturmanıza ve bunların yürütülmesini yönetmenize olanak tanır.
C++'da Konu Oluşturma
C++'da bir iş parçacığı oluşturmak için, std::iplik yerleşik iş parçacığı kitaplığında bulunan sınıf. A çağrılabilir sınıfın bir nesnesinin yapıcısına bir argüman olarak sağlanır std::iplik yeni bir iş parçacığı oluşturmak için. Bir iş parçacığı aktif olduğunda yürütülen kod olarak bilinir. çağrılabilir . Biz inşa ettiğimizde std::iplik tarafından sağlanan kodun neden olduğu yeni bir iş parçacığı oluşturulur. çağrılabilir Çalıştırılmak üzere. çağrılabilir bu üç yöntem kullanılarak tanımlanabilir.
Yöntem 1: İşlev İşaretçisi
çağrılabilir Bir işlev işaretçisi kullanan işlevler bu şekilde tanımlanabilir.
geçersiz işlev çağrısı ( parametreler )
İşlev oluşturulduğunda, işlevi içeren bir iş parçacığı nesnesi şu şekilde oluşturulur:
std::thread thread_obj ( işlev çağrısı, parametreler ) ;
Yöntem 2: İşlev Nesnesi
Fonksiyon nesnesini kullanırken, operatörün aşırı yüklenmesi fikrinden yararlanırız. İş parçacığı oluşturulurken çalıştırılması gereken kod, aşırı yüklenmiş işlevde bulunur.
sınıf Nesne_sınıfı {geçersiz operatör ( ) ( parametreler )
{
// yürütülecek kod
}
} ;
std::thread thread_object ( nesne_sınıfı ( ) , parametreler )
Yöntem 3: Lambda İfadesi
çağrılabilir lambda ifadesi kullanan fonksiyonlar bu şekilde tanımlanabilir.
otomatik f = [ ] ( parametreler ) {// yürütülecek kod
} ;
std::thread thread_object ( f, parametreler ) ;
C++'da Çoklu Kullanım Örneği
#include#include
ad alanı std kullanarak;
geçersiz işlev_ipliği ( int N )
{
için ( int ben = 0 ; Ben < N; ben++ ) {
cout << 'Konu 1 :: çağrılabilir => Bir işlev işaretçisi kullanma \N ' ;
}
}
sınıf thread_obj {
halk:
geçersiz operatör ( ) ( int n ) {
için ( int ben = 0 ; Ben < N; ben++ )
cout << 'Konu 2 :: çağrılabilir => Bir işlev nesnesi kullanma \N ' ;
}
} ;
int ana ( )
{
otomatik f = [ ] ( int n ) {
için ( int ben = 0 ; Ben < N; ben++ )
cout << 'Konu 3 :: çağrılabilir => Bir lambda ifadesi kullanma \N ' ;
} ;
iplik th1 ( işlev_iplik, 2 ) ;
iplik th2 ( thread_obj ( ) , 2 ) ;
iplik th3 ( F, 2 ) ;
th1.join ( ) ;
th2.join ( ) ;
th3.join ( ) ;
geri dönmek 0 ;
}
Yukarıdaki kodda, üç ayrı üç iş parçacığı geliştirdik. çağrılabilir —bir işlev işaretçisi, bir nesne ve bir lambda ifadesi. Her iş parçacığı iki ayrı örnek olarak başlatılır. Çıktıda belirtildiği gibi, üç iş parçacığı aynı anda ve ayrı ayrı etkindir.
Çıktı
Multithreading'in Avantajları ve Dezavantajları
sayesinde daha fazla iş daha hızlı yapılabilir. çoklu iş parçacığı . Bunun nedeni, çok sayıda iş parçacığının aynı anda çeşitli görevleri gerçekleştirmesine izin vermesidir. çoklu iş parçacığı programcıların uygulamanın geri kalanını yavaşlatmadan ağ etkinlikleri yapmasına, fotoğrafları veya videoları işlemesine ve karmaşık hesaplamalar yapmasına olanak tanır. çoklu iş parçacığı kullanıcı arayüzlerini daha duyarlı hale getirmeye yardımcı olur. Ekranı değiştiren kodu ayrı bir iş parçacığında çalıştırarak, UI iş parçacığı, kullanıcı girişine yanıt vermek gibi diğer görevleri gerçekleştirmek için serbest bırakılır. Bu, daha sorunsuz ve daha hızlı kullanıcı arayüzleriyle sonuçlanır.
Ancak, kullanmanın bazı sınırlamaları vardır. çoklu iş parçacığı . ile çalışırken karşılaşılan en önemli zorluklardan biri çok iş parçacıklı programlar yarış koşullarından kaçınıyor. Yarış durumu, iki veya daha fazla iş parçacığının aynı paylaşılan kaynağa aynı anda erişmeye çalıştığı ve bunun öngörülemeyen davranışlara yol açtığı bir durumdur. Yarış koşullarından kaçınmak için geliştiriciler, muteksler, semaforlar ve bariyerler gibi senkronizasyon teknikleri kullanır.
Çözüm
çoklu iş parçacığı C++, geliştiricilerin aynı anda birden çok görevi gerçekleştirebilen programlar oluşturmasına olanak tanıyan güçlü bir kavramdır. Geliştiriciler, kitaplık tarafından sağlanan iş parçacığı sınıfını kullanarak birden çok iş parçacığı oluşturabilir, yönetebilir ve kontrol edebilir. çoklu iş parçacığı performansı iyileştirmek, yanıt verebilirliği artırmak ve sistem kaynağı sınırlamalarının üstesinden gelmek için kullanılabilir. Ancak, birlikte çalışmanın getirdiği zorluklar nedeniyle çok iş parçacıklı programlar, geliştiricilerin dikkatli olması ve yarış koşullarından kaçınmak için uygun senkronizasyon tekniklerini kullanması gerekir.