隨著 GPU 和多核 CPU 的出現，應用程序變得越來越復雜，因為開發人員利用線程來獲得最大的應用程序性能和響應能力。隨著復雜性的增加，編寫代碼、調試、測試和管理應用程序的難度也隨之增加。

在這里，我們解釋了什么是多線程，什么是線程，多線程應用程序用于什么。

什么是編程中的線程?

線程是在進程(或正在執行的應用程序)的上下文中創建的獨立執行單元。當多個線程同時在一個進程中執行時，我們得到術語“多線程”。將其視為應用程序的多任務處理版本。

什么是多線程?

多線程是一種程序執行模型，它允許在一個進程內創建多個線程，獨立執行但同時共享進程資源。根據硬件的不同，如果線程被分配到它們自己的 CPU 內核，則它們可以完全并行運行。

多線程有什么用?

將線程合并到應用程序中的主要原因是為了提高其性能。性能可以通過多種方式表達：

Web 服務器將利用多個線程同時處理數據請求。

圖像分析算法將一次產生多個線程并將圖像分割成象限以對圖像應用過濾。

光線追蹤應用程序將啟動多個線程來計算視覺效果，而主 GUI 線程繪制最終結果。

多線程還導致計算資源的最小化和更有效的使用。由于來自一個線程的請求不會阻止來自其他線程的請求，因此提高了應用程序響應能力。

此外，與同時運行多個進程相比，多線程占用的資源更少。與創建和管理線程相比，創建進程需要更多的開銷、時間消耗和管理。

什么是多線程示例?

您每天使用的大多數應用程序都有多個在后臺運行的線程。考慮您的互聯網瀏覽器。在任何時候，您都可能打開許多選項卡，每個選項卡都顯示各種類型的內容。多個執行線程用于加載內容、顯示動畫、播放視頻等。

我們都熟悉的多線程程序的另一個例子是文字處理器。在您打字時，多個線程用于顯示您的文檔，異步檢查文檔的拼寫和語法，生成文檔的 PDF 版本。這些都是同時發生的，獨立的線程在內部執行這些任務。

多線程應用程序中的常見問題

對于使用多線程的所有優點，它們增加了復雜性，并且會產生難以解決的錯誤。在某些常見情況下，您可能會遇到調試多線程應用程序的挑戰。這些包括：

調查兩個線程正在讀取和修改相同數據的數據訪問問題。如果沒有正確使用鎖定機制，就會出現數據不一致和死鎖的情況。

如果許多線程試圖訪問共享資源，則會出現線程饑餓和資源爭用問題。

如果顯示數據時線程未正確協調，則可能會出現顯示問題。

如何調試多線程應用程序

TotalView專為具有數億行代碼和廣泛并行性和并發性的應用程序而設計。TotalView 的綜合工具包具有在 C、C++ 和 Fortran 中調試多線程的功能。TotalView 支持調試多種線程技術，包括 pthreads、OpenMP、TBB、QThread 和許多其他技術，包括跨 GPU 調試線程。

TotalView 真正的線程調試能力在于它能夠單獨控制線程的執行和整個調試器中線程級操作的擴散。用戶可以設置線程級斷點來控制一直到單個線程的執行。他們還可以檢查特定于線程的數據并輕松地跨線程比較數據。使用 TotalView，開發人員可以快速了解其線程的狀態、檢查數據并定位代碼中的錯誤。通過調試多線程程序，通過改進并行性、并發性和準確性來提高性能。

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