multitrådet

Multitrådet (multithreading) är en metod inom datorprogrammering där ett program består av flera exekveringstrådar som körs samtidigt inom samma process. Varje tråd har sin egen programräknare och sin stack, men delar minne och övriga resurser som filbeskrivare. Genom att köra flera trådar kan programmet svara snabbare på användargränssnittet och utnyttja flera kärnor i modern hårdvara.

Trådarna schemaläggs av operativsystemet. På flerkärniga system kan trådar köras parallellt; på enfärgkärniga system sker samtidighet genom snabb omväxling mellan trådar. Vanliga användningsområden inkluderar användargränssnitt (en tråd hanterar input och rendering medan en annan utför beräkningar), nätverkstjänster och bakgrundsjobb.

Implementering och modeller: multitrådning kan vara preemptiv (OS avbryter trådar) eller kooperativ (trådarna själva ger upp processorn). Vanliga gränssnitt och bibliotek inkluderar POSIX pthreads, Windows-trådar samt språkbundna lösningar som C++ std::thread, Java Thread och Python-trådar (GIL i CPython begränsar samtidigt körd Python-kod). En vanlig teknik är trådpooler för att återanvända trådar och minska skapningskostnader.

Utmaningar: samtidighet kräver synkronisering för att skydda delad data, vilket medför risker som datarace och dödlägen. Verktyg består av mutexar, semaforer och andra lås; felaktig användning kan orsaka buggar och svårfångad felregistret. Debugging av multitrådade program är ofta mer komplext än enkelt-trådade.

Historia: utvecklingen av multitrådning blev möjlig med moderniseringen av operativsystem och standarder som POSIX threads (Pthreads) under 1990-talet, vilket gjort portering mellan plattformar enklare.