Suorituslankoja

Suorituslankoja ovat pienimmät suoritettavat yksiköt, joita käyttöjärjestelmä voi ajoittaa erikseen. Ne muodostavat prosessin sisällä itsenäisen polun ohjelman suoritukseen, ja ne voivat edetä samanaikaisesti aikatauluttajan hallinnoimana. Jokaisella suorituslangalla on oma kontekstinsa, kuten ohjelmankontrollirekisterit ja ohjelmankieltämä pinonsa, mutta ne jakavat prosessin muistivarannot, kuten kootun muistin ja globaalit tiedot, muiden lankojen kanssa.

Suorituslangat mahdollistavat sekä samanaikaisen että rinnakkaisen suorituksen. Ne tekevät käyttöliittymien ja taustatehtävien renderöinnin sekä IO-toiminnot joustavaksi, ja ne hyödyntävät useita suorittimia tai moniytimisiä järjestelmiä tehokkaasti. Yhteisen muistialueen vuoksi lankojen välinen tiedonsiirto on nopeampaa kuin erillisten prosessien välillä, mutta se vaatii huolellista synkronointia.

Synkronointi muodostaa tärkeän haasteen suorituslankojen käytössä. Datarivien kilpailu, tilausten muokkaus samanaikaisesti ja mahdolliset kuilut johtavat datarikkauksiin, deadlockeihin tai livelock-tiloihin. Tämän vuoksi käytetään lukkoja, semaforeja, mutexeja, lukitusmekanismeja ja oikein suunniteltuja kriittisiä osuuksia sekä synkronointirakenteita.

Suorituslanka-arkkitehtuureja on useita. Kernel-langat ovat käyttöjärjestelmän hallinnoimia ja niitä usein käytetään yleisimmin. Käyttäjätilan langat puolestaan voivat olla kevyempiä ja tarjota nopean kontekstinvaihdon. Modernit järjestelmät tukevat erilaisia malleja, kuten yksi-kirja-auto (one-to-one) ja monimutkaisempia kartoittamismalleja, sekä työpöytä- tai palvelinlankapommeja.

Käyttökohteita ovat esimerkiksi käyttöliittymäkehyksissä tapahtuva responsiivisuus, verkkopalvelimet, rinnakkaiset laskenta- ja IO-tehtävät sekä taustaprosessit. Suorituslankojen käyttö parantaa suorituskykyä, mutta vaatii harkittua suunnittelua ja huolellista synkronointia.