Czym jest wątek?

Wątek (thread) to najmniejsza jednostka wykonawcza programu. Wątki działają w obrębie jednego procesu i współdzielą:

• pamięć
• zmienne globalne
• zasoby systemowe

Każdy wątek posiada natomiast własny stos wywołań oraz licznik instrukcji.

Po co stosuje się wielowątkowość?

• obsługa wielu użytkowników jednocześnie
• równoległe operacje wejścia/wyjścia
• responsywne interfejsy użytkownika
• przyspieszenie obliczeń

Proces vs wątek

• Proces – niezależna instancja programu
• Wątek – część procesu, współdzieląca pamięć

Wątki są lżejsze od procesów i szybsze w tworzeniu, ale wymagają ostrożnego zarządzania współdzielonymi danymi.

Problemy wielowątkowości

• race conditions (warunki wyścigu)
• deadlock (zakleszczenie)
• starvation
• trudniejsze debugowanie

Błędy wielowątkowe są często trudne do odtworzenia i mogą pojawiać się losowo.

Synchronizacja wątków

Aby uniknąć konfliktów, stosuje się mechanizmy synchronizacji:

• mutexy
• semafory
• locki
• sekcje krytyczne

lock(mutex) {
  sharedCounter++;
}

Przykład wielowątkowości (Java)

class Worker extends Thread {
  public void run() {
    System.out.println("Wątek działa");
  }
}

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    Worker w1 = new Worker();
    Worker w2 = new Worker();
    w1.start();
    w2.start();
  }
}

Wielowątkowość w różnych językach

• Java – Thread, ExecutorService
• C / C++ – pthreads
• Python – threading, multiprocessing
• JavaScript – Web Workers
• Go – goroutines

Współczesne podejścia

• thread pools
• model aktorów
• programowanie reaktywne
• asynchroniczność zamiast wątków

Podsumowanie

Wielowątkowość to potężne narzędzie, które pozwala tworzyć wydajne i skalowalne aplikacje.

Jednocześnie wymaga dużej ostrożności, dobrej architektury oraz testowania.