Pengertian Tread
Thread adalah sebuah pengontrol aliran program
pelaksanaan program dengan menggunakan kendali tunggal. Operasi yang
paling Modern saat ini adalah sistem yang banyak sekali menyediakan
berbagai cara, dan memungkinkan suatu proses terkendali dengan baik.
Pendekatan tradisional sebuah thread eksekusi per-proses, dimana konsep thread tidak dikenal.
Multithreaded Process
Benefits/manfaat
· Kemampuan reaksi
· Sumber daya berbagi
· Ekonomi
· Scalabilas
Thread
bermanfaat untuk Multithreading yang berguna untuk Multiprocessor dan
Singleprocessor. Kegunaan untuk system Multiprocessor, adalah :
a) Sebagai unit pararel atau tingkat granularitas pararelisme.
b) Peningkatan kinerja disbanding berbasis proses.
Kegunaan Multithreading pada singleprocessor, adalah :
a) Kerja foreground dan background sekaligus di satu aplikasi.
b) Penanganan asynchronous processing menjadi lebih baik.
c) Mempercepat eksekusi program.
d) Pengorganisasian program menjadi lebih baik.
Multicore Programming
Multicore systems mendesak/memaksa para programmer untuk melewati tantangan yang meliputi :
a) pembagian aktivitas
b) Saldo/Timbangan
c) Data yang telah hancur
d) Ketergantungan Data
e) Pengujian dan debugging
Arsitektur Server Multithreaded
ketika
client mengajukan suatu permintaan, pada saat itu juga server akan
menuliskan suatu thread yang baru untuk pelayanan atas permintaan yang
diajukan oleh client. Selain itu server juga menyimpulkan atau
mendengarkan atas permintaan client sehingga permintaan client dapat
terpenuhi.
Pelaksanaan Eksekusi Pada Saat Yang Bersaman Pada Suatu Sistem Berinti Tunggal
Single
CoreGambar dibawah ini merupakan suatu gambar yang menunjukkan sebuah
program yang melakukan dua remote procedure calls (RPC) ke dua host yang
berbeda untuk memperoleh hasil gabungannya.
Pada sebuah program
single-core, untuk memperoleh suatu hasil proses dilakukan secara
berurutan. Penulisan ulang program dengan menggunakan thread-thread yang
terpisah bagi setiap RPC-nya menghasilkan kecepatan yang cukup berarti.
Apabila program ini beroperasi pada sebuah uniprosesor, maka request
harus dibuat secara seri dan hasil beroperasi secara seri, namun program
akan menunggu dua jawaban pada waktu yang bersamaan.
Pelaksanaan Paralel Pada Suatu Multicore Sistem
User Threads
1.
Pelaksanaan manajemen thread yang dilakukan oleh user-level thread
library. Terdapat dua kelompok besar implementasi thread, yaitu
user-level thread dan kernel-level thread. Didalam fasilitas user-level
thread yang murni, semua tugas manajemen thread dilakukan oleh aplikasi
dan kernel tidak mengetahui keberadaan thread.
2. Tiga kunci thread libraries :
· POSIX Pthread
· Win32 thread
· Java thread
Kernel Threads
1.
Suatu proses thread Yyang didukung oleh kernel. Untuk memberitahu
kejadian kernel, kernel menciptakan scheduler activatioan baru,
memberikan ke pemroses dan melakukan upcall ke ruang pemakai.
2. Contoh :
· Windows XP/2000
· Solaris
· Linux
· Tru64 UNIX
· Mac OS X
Multithreading Models
1.
Many-to-One : banyaknya User-Level thread yang dipetakan ke kernel
thread tunggal, akan tetapi dari beberapa user thread dapat menggunakan
satu kernel thread saja.
Contoh :
· Solaries Green Thread
· GNU Portable Thread
2.
One-to-One : setiap user-level thread memetakan ke kernel thread, akan
tetapi user thread hanya dapat menggunakan satu kernel thread.
Contoh :
· Windows NT/XP/2000
· Linux
· Solaris 9 and later
3. Many-to-Many
· Mengijinkan beberapa user-level thread memakai beberapa kernel thread.
· Mengijinkan system operasi untuk menciptakan beberapa kernel thread.
Thread Libraries
1. Thread libraries menyediakan pemrogram dengan API untuk menciptakan dan memanage thread.
2. Dalam pengimplementasiannya ada dua cara, diantaranya :
· Keseluruhan library pada ruang pemakai.
· Kernel-support library yang didukung dengan OS.
Pthreads
1. Dapat dianggap sebagai user-level atau kernel-level.
2. Suatu POSIX standar (IEEE 1003.1c) API untuk menciptakan thread dan sinkronisasi.
3. API menetapkan sifat thread library, implementasinya adalah pengembangan library.
Java Threads
1. Java thread diatur oleh JVM.
2. Secara khusus diterapkan untuk menggunakan thread model yang disediakan dengan dasar OS.
3. Java thread diciptakan oleh :
· Memperpanjang thread class.
· Menerapkan runnable interface.
Threading Issues
1. Semantics of fork() and exec() system call.
2. Thread cancellation of target thread
3. Asynchronous atau deffered (penundaan atau ketidak serempakan)
4. Signal handling (isyarat menangani)
5. Thread pools : menciptakan sejumlah thread dalam suatu kolom dimana mereka saling menunggu pekerjaan. Keuntungannya yaitu :
·
Pada umumnya sedikit lebih cepat untuk melayani suatu permintaan dengan
suatu thread yang sudah ada dibandingkan menciptakan suatu thread baru.
· Mengijinkan sejumlah thread dalam suatu aplikasi menjadi seukuran pool.
6. Thread-specific data
7. Scheduler activation
Thread Cancellation
1. pengakhiran suatu thread sebelum selesai.
2. Dua pendekatan umum :
· Cancellationterminate yang tidak serempak dengan penyusupan target.
· Penundaan Cancellationterminate dengan penyusupan target pada waktu tertentu.
Signal Handling
1. Isyarat digunakan Sistem UNIX untuk memberitahu suatu proses bahwa peristiwa tertentu telah terjadi.
2. Suatu signal handler digunakan untuk proses signal :
· Signal yang dihasilkan oleh peristiwa tertentu.
· Signal yang dikirim untuk suatu proses.
· Signal adalah handler.
· Linux mengacu pada thread sebagai tasksrather disbanding thread.
· Thread muncul ketika dilaksanakannya melalui clone() system call.
· Clone()allows merupakan sebuah child untuk membagi dalam pengalokasian ruang alamat yang menjadi tugas parent pada proses.
Windows XP Threads
Pengimplementasian one-to-one menentukan, kernel-level.
Setiap threads meliputi :
· Id thread : suatu nilai unik yang mengindentifikasikan sebuah thread apabila thread itu memanggil server.
· Register set : nilai-nilai register tingkat pengguna yang disimpan.
· Separate user dan kernel stack.
· Private data storage area.
Dari hasil pemahaman diatas, secara garis besar dapat diketahui bahwa…
Thread
sering disebut Light Weight Process (LWP), yaitu unit dasar utilisasi
pemroses dan berisi program counter, register set dan stack space.
Thread-thread di satu proses berbagi (memekai bersama) bagian code, data
dan sumber daya system operasi seperti file dan signal. Pemakaian
ektensif menyebabkan alih pemroses antara thread-thread di satu proses
tidak mahal disbanding alih konteks antar proses. Meski alih thread
masih memerlukan alih himpunan register, namun tidak ada keterlibatan
manajemen memori.
Multithreading merupakan upaya untuk menigkatkan kinerja system computer, disebabkan :
1. Penciptaan thread baru lebih cepat dibandingkan penciptaan proses baru.
2. Terminasi thread lebih cepat dibandingkan pengakhiran proses.
3. Alih ke thread lain di suatu proses lebih cepat disbanding dari satu proses ke proses lain.
4.
Thread-thred di satu proses dapat berbagi kode, data dan sumber daya
lain secara nyaman dan efisiensi disbanding proses-proses terpisah.
Kegunaan Thread
Multithreading berguna untuk multiprocessor dan singleprocessor.
Kegunaan untuk system multiprocessor adalah :
· Sebagai unit pararel atau tingkat granularitas pararelisme.
· Peningkatan kinerja disbanding berbasis proses.
Kegunaan multithreading pada singleprocessor, adalah :
· Kerja foreground dan background sekaligus di satu aplikasi.
· Penanganan asynchronous proseccing menjadi baik.
· Mempercepat eksekusi program.
· Pengorganisasian program menjadi lebih baik.
Manfaat
utama banyak thread di satu proses adalah memaksimumkan derajat
kongkurensi antara operasi-operasi yang terkait erat. Aplikasi jauh
lebih efisien dikerjakan sebagai sekumpulan thread disbanding sekumpulan
proses.
Karakteristik Thread
Proses
merupakan lingkungan eksekusi bagi thread-thread yang dimilikinya.
Thread-thread di satu proses memakai bersama sumber daya yang dimiliki
proses, yaitu :
· Ruang alamat.
· Himpunan berkas yang dibuka.
· Proses-proses anak.
· Timer-timer.
· Snyal-sinyal.
· Sumber daya-sumber daya lain milik proses.
Tiap thread mempunyai property independen berikut seperti :
· Keadaan (state) eksekusi thread (running, ready dan sebagainya).
· Konteks pemroses. Thread dapat dipandang sebagai satu PC (program counter) tersendiri independen di satu proses.
· Beberapa penyimpan static per-thread untuk variable-variabel local.
Paket Bahasan Perancangan Paket Thread
Paket
thread adalah sekumpulan primitive (misalnya library calls) untuk
pemrogram berhubungan dengan thread di program aplikasi. Pertimbangan
penting pembuatab paket thread adalah :
· Waktu penciptaan thread.
· Penanganan critical region di tingkat thread.
· Penanganan private global variables.
· Implementasi paket thread.
Jenis-jenis Thread Berdasarkan Waktu Penciptaannya
Kategori thread berdasarkan waktu penciptaan :
1. Static threads
Jumlah thread yang akan dibuat ditentukan saat penulisan dan kompilasi program. Tiap thread langsung dialokasikan stack tetap.
Keunggulan à sederhana.
Kelemahan à tidak fleksibel.
2. Dynamic threads
Penciptaan
dan penghancuran thread “on-the-fly” saat eksekusi. Penciptaan thread
biasanya menspesifikasikan fungsi utama thread (seperti pointer ke
procedure) dan ukuran stack, dapat juga ditambah parameter-parameter lan
seperti prioritas panjadwalan.
Keunggulan à fleksibel.
Kelemahan à lebih rumit.
Implementasi Paket Thread
Implementasi paket thread :
1. Thread level kernel.
> Keunggulan :
· Memudahkan koordinasi multithread seperti proses server.
· Tidak seboros kumpulan proses tradisional.
> Kelemahan :
· Operasi manajemen thread sangat lebih boros.
· Kernel harus menyediakan semua feature.
2. Thread level pemakai.
> Keunggulan :
Kinerja luar biasa bagus disbanding thread level kernel.
· Tidak diperlukan modifikasi kernel.
· Fleksibelitas tinggi.
> Kelemahan :
· Tidak manfaatkan multiprocessor.
· Untuk aplikasi dengan keterlibatan kernel yang kecil.
· Mengharuskan nonblocking system call.
Struktur Sistem Operasi Multiprocessor
System
operasi serupa multiprogrammed uniprocessor. System operasi
multiprocessor lebih kompleks karena terdapat banyak pemroses yang
mengeksekusi task-task secara kongkuren. System operasi multiprocessor
harus dapat mendukung eksekusi banyak task dan mengeksploitasi banyak
pemroses untuk meningkatkan kinerja.
Struktur system operasi multiprocessing, antara lain :
1. Separate supervisor
Semua
pemroses mempunyai kopian kernel, supervisor dan struktur data sendiri,
menanggapi interupsi-interupsi pemakai yang berjalan di pemroses itu.
Terdapat struktur data bersama untuk interaksi di antara
pemroses-pemroses. Pengaksesan diproteksi menggunakan mekanisme
sinkronisasi :
· Tiap pemroses mempunyai perangkat I/O dan system file sendiri.
· Terdapat sedikit coupling diantara pemroses-pemroses.
· Tiap pemroses bertindak sebagai system otonom dan independen.
> Keunggulan :
·
Dapat degradasi secara perlahan dalam menghadapi kegagalan pemroses
karena hanya terdapat sedikit coupling diantara pemroses-pemroses.
> Kelemahan :
·
System sulit melakukan eksekusi pararel satu task tunggal (yang dipecah
menjadi subtask-subtask dan menjadwalkan subtask-subtask di banyak
pemroses secra kongkuren).
· Tidak efisien karena supervisor, kernel dan struktur data direplikasi di tiap pemroses.
2. Master-slave
Satu
pemroses disebut master, bertugas memonitor status dan memberikan kerja
ke pemroses-pemroses lain, slave. Slave-slave dipandang sebagai pool
sumber daya yang dijadwalkan master. Pemroses-pemrose slave mengeksekusi
program-program aplikasi.
> Keungulan :
· Efisien.
·
Implementasi (sinkronisasi pengaksesan variable, dan sebagainya) mudah
karena system operasi dieksekusi di satu pemroses tunggal.
> Kelemahan :
· Sangat bergantung pada pemroses master.
· Master dapat mengalami botlencek dan berkonsekuensi tidak menggunakan pemroses-pemroses slave secara penuh.
3. Symmetric
Semua
proses otonom dan dipandang identik. Terdapt satu kopian supervisor
atau kernel yang dapat dieksekusi semua pemroses secara kongkuren.
> Masalah :
· Pengaksesan kongkuren struktur data bersama perlu dikendalikan agar terjaga intergritasnya.
> Solusi :
·
Cara paling sederhana adalah memandang seluruh system operasi sebagai
satu critical section dan hanya memungkinkan satu pemroses mengeksekusi
system operasi di satu waktu. Metode ini disebut floating master karena
dapat dipandang sebagai konfigurasi master-slave dimana master
di-apungkan/diangkat dari satu pemroses ke pemroses lain.
> Keunggulan :
· Paling fleksibel dan berdaya tahan tinggi.
· Memungkinkan eksekusi satu task tunggal secara pararel.
· Dapat mendegradasi secara perlahan dalam menghadapi kegagalan.
· Penggunaan sumberdaya sangat efisien.
> Kelemahan :
· Perancangan dan implementasi paling sulit.
Posting Komentar