Universidad Nacional Experimental Del Táchira
Decanato De Docencia
Dpto. Ingeniería en Informática

Hilos de ejecución

Código 0435607T

Contenido

• Concepto.
• Uso de hilos.
• Modelo de hilos.
• Bibliotecas o Librerías.
• Anexos

Hebras o Hilos de ejecución

• Son pequeños procesos ejecutados dentro de un mismo espacio de direcciones, con un padre común.
• Es diferente un proceso hijo (se ejecuta en espacio de direcciones separadas) a un hilo (se ejecuta en el mismo espacio de direcciones)

Hebras o Hilos de ejecución

• Posee un contador de programa, un conjunto de registros y una pila.
• Es creada por un proceso y comparte la sección de código, sección de datos y recursos del sistema operativo.
• Una tarea (proceso pesado) posee una o muchas hebras. (procesos ligeros)

Monohilo y multihilo

Nota: En ambos casos el proceso ocupa memoria física para su código, datos y recursos; la diferencia es que en el modelo multihilo varias hebras comparten ese espacio, mientras cada una mantiene su propia pila, registros y contador de programa.

Uso de hilos

• No producen un aumento de rendimiento.
• Muy eficientes cuando hay muchos cálculos y operaciones de E/S.
• Útiles en equipos con varios CPU. Se aprovecha realmente el procesamiento en paralelo.
• Un ejemplo: procesador de texto, servidor web, servidor de base de datos

Ventajas de utilizar
hebras sobre procesos

• Permite la ejecución de un programa aunque parte de él esté bloqueado. (generalmente por acceso a dispositivos de E/S)
• Son más rápidas de crear, hasta 10 veces más que un proceso.
• Es más económico realizar el cambio de contexto.
• Más rápido de eliminar pues solo es necesario vaciar su pila y registros, en un proceso toca eliminar todo el PCB.

Ventajas de utilizar
hebras sobre procesos

• Permite mayor control de la comunicación permitiendo crear rutinas propias, pues en el caso de procesos, es necesario usar rutinas del sistema operativo para la comunicación.
• Permite incrementar el grado de concurrencia al aprovechar el hardware con multiprocesadores.

Ejemplo de uso de Hilos

Ejemplo de hilos/hebras en un juego

Modelo de hebras

Idea clave: la diferencia entre modelos está en cómo se mapean las hebras visibles para la aplicación con las entidades que el sistema operativo realmente planifica.

Modelo de hebras

• Al compartir espacio de direcciones, un hilo puede modificar los datos de otro hilo. No existe protección entre ellos.
• Los hilos son tratados como procesos desde el punto de vista de estados dentro del procesador. Pasan por los mismos estados de un proceso: Listo, Ejecución, Bloqueado o terminado.

Modelo de hebras

• Cada hilo tiene su propia pila.
• Se debe considerar la sincronización y competencia de los recursos de un proceso. Un hilo podría bloquear a otro mientras espera un dispositivo de E/S.

Biblioteca de Hebras

• Permite al programador una API para crear y gestionar hebras.
• Una de las formas principales es ejecutar todo desde el área de usuario como si fuese una llamada normal.
• Otro es gestionado desde el sistema operativo, el código se encuentra desde el espacio del núcleo.
• Para los sistemas POSIX utiliza el API Pthreads.
• En los sistemas Windows se usa el WinAPI.

Biblioteca de Hebras

POSIX

• Estándar definido por la IEEE conocido como 1003.1c
• Define más de 60 llamadas a funciones para gestionar hilos.
• Aceptado por la mayoría de sistemas UNIX.

Biblioteca de Hebras

WinAPI

• Implementación hecha para los sistemas Windows (Microsoft).
• Define su interfaz de llamadas para la gestión de los hilos.
• Se define una estructura para el manejo de los hilos llamada Win32 Thread Information Block

Anexos

Opinión sobre Hebras

Cuando se enfrenta a un problema, alguna gente dice: "Ya sé, usaré hilos." Ahora ellos tieAhora ellnen 2 problproblememasas 2 problemas. Tony Arcieri - @bascule

Threads/Hebras/Hilos

Fuente: Julia Evans

Video sobre Hilos

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