Power Point презентация на тему многопоточное программирование. Выполнила: Архилюк Анна

1. Многопоточное
программирование

2. Процессы и потоки
Объект исполнения прикладной
программы операционной системой
представляется двумя понятиями
 Процесс
 Поток

3. Процесс
Процесс (process)- экземпляр программы, загруженной
в память
Процесс – пассивный объект–владелец ресурсов,
контейнер для выполнения потоков (thread)

4. Поток / нить (thread)
Поток - абстракция, представляющая
последовательное выполнение команд программы,
развертывающееся во времени
Выполняются не процессы, а именно потоки
Любой процесс имеет хотя бы один поток

5. Поток / нить (thread)
Потоки совместно Каждый поток имеет свои
используют собственные
 глобальные и статические  программный счетчик
переменные (IP)
(располагаются в регионе  значения регистров
данных)  локальные переменные
 динамически
(т.е. свой собственный
распределяемую память стек)
(кучу)
 системные ресурсы,
выделенные процессу

6. Процессы и потоки
Процесс MS-DOS UNIX Процесс Процесс
by
один поток design
в процессе Поток Поток Поток
Процесс Java WinNT, Процесс Процесс
несколько Linux, Поток
Поток
потоков Mach, Поток
Поток
в процессе …
Поток Поток
Поток
один процесс несколько процессов

7. Состояния потока
Создание
1
Готов к
выполнению
2 5
3
4
Выполнение Блокировка
6
Завершение

8. Планирование
Процесс
Процесс Поток
Поток Центральный
Поток Поток процессор
Поток
Процесс Поток
Поток
Поток
Планирование – распределение времени
центрального процессора

9. График выполнения потока
Один поток – один процессор
а)
Длинные блоки
вычислений
Ожидание
ввода-вывода
Короткие блоки
вычислений
б)
Время

10. График выполнения
потока
Несколько потоков – один процессор
Завершение состояния ожидания – переход в
Нет готовых к выполнению состояние «готов к исполнению»
потоков
Поток 2
Поток 1
Поток в состоянии «готов к исполнению»
Время

11. График выполнения
потока
Несколько потоков – несколько
процессоров
Ожидание ввода-вывода
или нахождение в
состоянии ожидания
Поток2
Поток1
Время

12. Синхронизация
потоков
Механизм, позволяющий потокам согласовывать
свою работу с общими ресурсами называется
механизмом синхронизации

13. Синхронизация потоков
Поток А Поток В
x = x+3 x=x+5
(1) Прочитать x
x = x+a (2) Увеличить на a
(3) Записать в x

14. Основные объекты синхронизации

15. Синхронизация
потоков
Необходим доступ к ресурсу
Работа с
Нет Ресурс свободен? признаком
Да занятости
(блокировки)
Занять ресурс ресурса
Критическая секция
Освободить ресурс

16. Тупиковые ситуации
Поток Т1 Поток Т2
 заблокировать А  заблокировать В
 …  …
 заблокировать В  заблокировать А
 …  …
 освободить А  освободить В
 освободить В  освободить А

17. Тупиковые ситуации
Поток в состоянии
«блокировка»
Поток Т1 1 2 3
Поток Т2
1 2
Ресурс А
Ресурс В
Ресурс «свободен / заблокирован» t

18. Вывод
Понимание диаграмм выполнения
потоков – ключевой момент при
разработке и отладке многопоточных
программ
Неумелое использование средств
синхронизации – источник трудно
находимых ошибок и потерь
производительности