极客笔记操作系统 多线程的好处
在本文中，您将了解操作系统中多线程的好处。但在讨论多线程的好处之前，您必须了解多线程的定义。
什么是多线程
多线程是CPU的功能，它允许多个线程独立运行，同时共享同一进程的资源。线程是一系列指令的有意识的顺序，可以在与其他线程相同的父进程中运行。
多线程允许程序的多个部分同时运行。这些部分被称为线程，它们是轻量级的进程，在进程内部可用。因此，多线程通过多任务处理提高了CPU的利用率。在多线程中，计算机可以同时执行和处理多个任务。
多线程需要对这两个术语有深入的理解：进程和线程。进程是一个正在运行的程序，一个进程也可以被细分为独立的单元，称为线程。
多线程的例子
在您经常使用的大多数应用程序中，多个线程在后台运行。在任何给定的时间，您可能在系统中打开了许多标签，每个标签显示不同类型的内容。用于显示动画、加载内容、播放视频等都使用了多个执行线程。
文本处理器是您熟悉的另一个多线程程序的实例。多个线程用于显示内容、异步检查内容的拼写和语法，并在输入时生成内容的PDF版本。所有这些都是同时发生的，独立的线程在内部完成这些任务。
多线程的好处
操作系统中多线程的各种好处如下：
1. 响应性
在交互式应用程序中使用多线程使程序能够继续运行，即使某个部分被阻塞或正在执行长时间的处理，提高用户的响应性。
非多线程环境中的服务器会监听一个端口以接收请求，处理请求，然后继续监听另一个请求。由于执行一个请求所需的时间，其他用户被迫无端等待。相反，更好的方法是在监听端口的同时将请求传递给一个工作线程。
例如，多线程的网络浏览器允许用户在一个线程中进行交互，而在另一个线程中加载视频。因此，用户可以在等待整个网页加载完成之前继续查看网页的某个部分。
2. 资源共享
进程只能通过两种技术来共享资源，即：
- 消息传递
- 共享内存
程序员必须显式地设计这些策略。而线程默认共享它们所属的进程的内存和资源。
共享代码和数据的好处在于允许一个应用程序在同一内存空间中执行多个代码线程。
3. 经济性
为进程创建分配内存和资源是一项昂贵的过程，因为它是一个耗时且占用空间的任务。
因为线程与它们所属的进程共享内存，所以建立和上下文切换线程更加经济。一般来说，生成和管理进程比线程花费更多的时间。
4. 可扩展性
多程序设计的优势在多处理器架构的情况下更加明显，当线程可以在许多处理器上并行执行时。当只有一个线程时，不可能将进程分为由不同处理器执行的较小作业。
单线程进程只能在一个处理器上运行，而不考虑可用的处理器数量。在具有多个CPU的多线程机器上，多线程可以增加并行性。
5. 更好的通信
可以使用线程同步功能来改进进程间通信。此外，在相同地址空间内的多个执行线程之间共享大量数据，可在应用程序内的各个任务之间提供极高带宽、低延迟的通信。
6. 利用多处理器架构
多线程的优势在多处理器架构中可能得到显著增强，其中每个线程可以在不同的处理器上并行执行。
单线程任务只能在其中一个处理器上运行，而不考虑可用的CPU数量。在多CPU机器上，多线程可以增强并发性。
在单处理器架构中，CPU在线程之间切换非常快，创建了并行的假象，但实际上一次只有一个线程在运行。
7. 最小化系统资源使用
线程对系统资源的影响较小。创建、维护和管理线程的开销比一般进程低。
多线程的缺点
在这里，您将了解多线程的缺点。操作系统中有各种多线程的缺点，其中一些缺点如下：
- 需要更谨慎的同步。
- 可能占用大量被阻塞线程的空间。
- 需要线程或进程的支持。
- 如果父进程具有多个线程用于正确的进程功能，子进程也应该是多线程的，因为可能需要它们。
- 会产生上下文切换的开销。