बहु सूत्रण एक कार्यक्रम के भीतर निष्पादन के कई सूत्र चलाने की अवधारणा है। C++ जैसी प्रोग्रामिंग भाषाओं में यह एक बहुत ही उपयोगी विशेषता है क्योंकि यह हमें एक साथ कई ऑपरेशन करने में सक्षम बनाती है। सी ++ में, बहु सूत्रण माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है <धागा> पुस्तकालय, जो कक्षाओं और कार्यों का एक सेट प्रदान करता है जो डेवलपर्स को कई थ्रेड बनाने, प्रबंधित करने और नियंत्रित करने की अनुमति देता है।
बहु सूत्रण मल्टीटास्किंग की तरह है। इसका मतलब है कि दो या दो से अधिक थ्रेड एक साथ चल रहे हैं। ऐसे प्रोग्राम में, प्रत्येक घटक को थ्रेड के रूप में संदर्भित किया जाता है, और प्रत्येक थ्रेड निष्पादन का एक अद्वितीय पथ निर्दिष्ट करता है। के लिए कोई अंतर्निहित समर्थन नहीं है बहु C++ 11 से पहले के प्रोग्राम। इसके बजाय यह सुविधा पूरी तरह से ऑपरेटिंग सिस्टम द्वारा प्रदान की जाती है।
बहु सूत्रण एक प्रोग्राम को छोटे थ्रेड्स में विभाजित करने के रूप में भी संदर्भित किया जा सकता है जो समवर्ती रूप से निष्पादित होते हैं। थ्रेड क्लास, जिसका उपयोग किया जाता है बहु सूत्रण सी ++ में, आपको कई धागे बनाने और उनके निष्पादन को प्रबंधित करने में सक्षम बनाता है।
सी ++ में थ्रेड बनाएं
C++ में एक थ्रेड बनाने के लिए हम किसका प्रयोग करते हैं एसटीडी :: धागा क्लास, जो बिल्ट-इन थ्रेड लाइब्रेरी में शामिल है। ए प्रतिदेय वर्ग के किसी वस्तु के निर्माता को तर्क के रूप में आपूर्ति की जाती है एसटीडी :: धागा एक नया धागा उत्पन्न करने के लिए। कोड जो एक थ्रेड के सक्रिय होने पर निष्पादित किया जाता है, के रूप में जाना जाता है प्रतिदेय . जब हम एक का निर्माण करते हैं एसटीडी :: धागा ऑब्जेक्ट, एक नया थ्रेड स्थापित किया गया है, जिसके द्वारा आपूर्ति किए गए कोड का कारण बनता है प्रतिदेय चलाया जाना। प्रतिदेय इन तीन विधियों का उपयोग करके परिभाषित किया जा सकता है।
विधि 1: फंक्शन पॉइंटर
प्रतिदेय फ़ंक्शन पॉइंटर का उपयोग करने वाले कार्यों को इस तरह परिभाषित किया जा सकता है।
शून्य फ़ंक्शन_कॉल ( पैरामीटर )
जब फ़ंक्शन का निर्माण किया गया है, तो फ़ंक्शन युक्त थ्रेड ऑब्जेक्ट निम्नानुसार उत्पन्न होता है:
एसटीडी :: धागा धागा_obj ( function_call, पैरामीटर्स ) ;
विधि 2: फंक्शन ऑब्जेक्ट
फ़ंक्शन ऑब्जेक्ट का उपयोग करते समय, हम ऑपरेटर ओवरलोडिंग के विचार का लाभ उठाते हैं। थ्रेड बनने के दौरान चलने वाला कोड ओवरलोडेड फ़ंक्शन में निहित होता है।
क्लास ऑब्जेक्ट_क्लास {शून्य ऑपरेटर ( ) ( पैरामीटर )
{
// कोड निष्पादित किया जाना है
}
} ;
एसटीडी :: धागा थ्रेड_ऑब्जेक्ट ( ऑब्जेक्ट_क्लास ( ) , पैरामीटर )
विधि 3: लैम्ब्डा एक्सप्रेशन
प्रतिदेय लैम्ब्डा अभिव्यक्ति का उपयोग करने वाले कार्यों को इस तरह परिभाषित किया जा सकता है।
ऑटो एफ = [ ] ( पैरामीटर ) {// कोड निष्पादित किया जाना है
} ;
एसटीडी :: धागा थ्रेड_ऑब्जेक्ट ( एफ, पैरामीटर ) ;
C++ में मल्टीथ्रेडिंग का उदाहरण
#शामिल#शामिल <धागा>
नेमस्पेस एसटीडी का उपयोग करना;
शून्य func_thread ( इंट एन )
{
के लिए ( int मैं = 0 ; मैं < एन; मैं++ ) {
अदालत << 'थ्रेड 1 :: कॉल करने योग्य => फ़ंक्शन पॉइंटर का उपयोग करना \एन ' ;
}
}
क्लास थ्रेड_ओबीजे {
जनता:
शून्य ऑपरेटर ( ) ( इंट एन ) {
के लिए ( int मैं = 0 ; मैं < एन; मैं++ )
अदालत << 'थ्रेड 2 :: कॉल करने योग्य => फ़ंक्शन ऑब्जेक्ट का उपयोग करना \एन ' ;
}
} ;
मुख्य प्रवेश बिंदु ( )
{
ऑटो एफ = [ ] ( इंट एन ) {
के लिए ( int मैं = 0 ; मैं < एन; मैं++ )
अदालत << 'थ्रेड 3 :: कॉल करने योग्य => लैम्ब्डा अभिव्यक्ति का उपयोग करना \एन ' ;
} ;
थ्रेड th1 ( func_thread, 2 ) ;
धागा th2 ( थ्रेड_ओबीजे ( ) , 2 ) ;
धागा th3 ( एफ, 2 ) ;
th1.join ( ) ;
th2.join ( ) ;
th3.join ( ) ;
वापस करना 0 ;
}
उपरोक्त कोड में, हमने तीन थ्रेड विकसित किए हैं जिनमें तीन अलग-अलग हैं कॉल करने योग्य -एक फ़ंक्शन पॉइंटर, एक ऑब्जेक्ट और एक लैम्ब्डा एक्सप्रेशन। प्रत्येक थ्रेड को दो अलग-अलग उदाहरणों के रूप में प्रारंभ किया गया है। तीन धागे एक साथ और अलग-अलग सक्रिय हैं, जैसा कि आउटपुट में दिखाया गया है।
उत्पादन
मल्टीथ्रेडिंग के फायदे और नुकसान
अधिक कार्य शीघ्रता से किया जा सकता है धन्यवाद बहु सूत्रण . ऐसा इसलिए है क्योंकि यह कई धागों को एक साथ कई कार्य करने की अनुमति देता है। बहु सूत्रण प्रोग्रामर को नेटवर्क गतिविधियों को करने, फ़ोटो या वीडियो को प्रोसेस करने और बाकी एप्लिकेशन को धीमा किए बिना जटिल संगणना करने की अनुमति देता है। बहु सूत्रण यूजर इंटरफेस को अधिक प्रतिक्रियाशील बनाने में मदद करता है। स्क्रीन को एक अलग थ्रेड में बदलने वाले कोड को चलाकर, यूआई थ्रेड को अन्य कार्यों को पूरा करने के लिए स्वतंत्र रखा जाता है, जैसे उपयोगकर्ता इनपुट का जवाब देना। इसका परिणाम स्मूथ और तेज यूजर इंटरफेस है।
हालाँकि, उपयोग करने की कुछ सीमाएँ हैं बहु सूत्रण . साथ काम करते समय प्रमुख चुनौतियों में से एक बहु कार्यक्रम दौड़ की स्थिति से बच रहे हैं। दौड़ की स्थिति एक ऐसी स्थिति है जहां दो या दो से अधिक धागे एक ही समय में एक ही साझा संसाधन तक पहुंचने का प्रयास कर रहे हैं, जिससे अप्रत्याशित व्यवहार होता है। दौड़ की स्थिति से बचने के लिए, डेवलपर्स सिंक्रोनाइज़ेशन तकनीकों जैसे म्यूटेक्स, सेमाफोर और बैरियर का उपयोग करते हैं।
निष्कर्ष
बहु सूत्रण C++ में एक शक्तिशाली अवधारणा है जो डेवलपर्स को ऐसे प्रोग्राम बनाने की अनुमति देती है जो एक साथ कई कार्य कर सकते हैं। लाइब्रेरी द्वारा प्रदान किए गए थ्रेड क्लास का उपयोग करके, डेवलपर्स कई थ्रेड्स बना सकते हैं, प्रबंधित कर सकते हैं और नियंत्रित कर सकते हैं। बहु सूत्रण प्रदर्शन में सुधार, जवाबदेही बढ़ाने और सिस्टम संसाधन सीमाओं को दूर करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। हालांकि, साथ काम करने में शामिल चुनौतियों के कारण बहु कार्यक्रम, डेवलपर्स को दौड़ की स्थिति से बचने के लिए सावधान रहने और उचित सिंक्रनाइज़ेशन तकनीकों का उपयोग करने की आवश्यकता है।