Алексей Мичурин

Нити, называемые ещё «легковесными процессами» и управляющими потоками, – это части кода, принадлежащие одному процессу, разделяющие общее адресное пространство, но способные выполняться параллельно и асинхронно, что позволяет разделять вычисления между отдельными процессорами в многопроцессорных системах или продолжать вычисления, пока другие части программы ожидают определённых событий. В настоящей статье рассказывается об организации нитей в Perl, даётся оценка этой, пока достаточно новой и развивающейся, технологии.

threads vs fork

Все знают о системном вызове fork, который создаёт точную копию процесса. При этом новый процесс получает своё собственное адресное пространство и начинает существовать независимо от родителя. Такое ветвление процессов – широко распространённая практика в многозадачных средах, способных выполнять сразу несколько потоков команд. Но ветвление – не единственный способ воспользоваться преимуществами многопотоковости.

Другой подход – создание нитей (threads). При обычном fork-подходе одно отдельное адресное пространство обрабатывается одним потоком команд. Но согласитесь, что нет никаких принципиальных ограничений на количество потоков команд, работающих в одном адресном пространстве. Такие потоки и принято называть нитями.

Нити позволяют операционной системе выполнять программу сразу на нескольких процессорах или продолжать выполнение одной нити, пока другая ожидает ввода/вывода, сетевого соединения или других событий. Подобные возможности доступны и при fork-ветвлении, но нити дают некоторое дополнительное преимущество перед ветвлением. Во-первых, при переключении между нитями системе не приходится менять контекст задачи. Во-вторых, передача данных между нитями происходит гораздо проще, чем между отдельными процессами, благодаря общей памяти. Хотя, конечно, именно «благодаря» этим преимуществам, программирование нитей требует повышенной аккуратности.

Но на недостатках нитей я подробно остановлюсь в конце статьи, когда мы поближе познакомимся с тонкостями их функционирования.

В этой статье я рассказываю о средствах, имеющихся в Perl, для создания нитей. Конечно, мне не удастся охватить все возможности и тонкости программирования лёгких процессов, но я постараюсь детально остановиться на базовых вопросах и по крайней мере упомянуть средства, расширяющие возможности программиста.