Introduzione ai thread

I thread consentono a un programma di eseguire più attività contemporaneamente, migliorandone l'efficienza e la reattività.

In questa lezione imparerà:

• Che cosa sono i thread e perché vengono utilizzati.
• I vantaggi del multithreading.
• I concetti fondamentali della programmazione concorrente.

Che cos'è un thread?

Un thread è la più piccola unità di esecuzione di un programma.

Caratteristiche principali:

• Un processo può avere più thread.
• I thread condividono lo stesso spazio di memoria.
• Ogni thread viene eseguito in modo indipendente, ma può comunicare con gli altri.

Perché usare il multithreading?

Il multithreading offre diversi vantaggi:

• Migliori prestazioni grazie all'esecuzione parallela delle attività.
• Maggiore reattività nelle applicazioni interattive.
• Utilizzo efficiente della CPU.

Programmi a thread singolo e multithread

In un programma a thread singolo, le attività vengono eseguite una dopo l'altra.

In un programma multithread, più attività vengono eseguite contemporaneamente.

Esempio:

• Un server web a thread singolo elabora una richiesta alla volta.
• Un server web multithread elabora più richieste simultaneamente.

Ciclo di vita di un thread

Un thread attraversa i seguenti stati:

• Nuovo: creato ma non avviato.
• Eseguibile: pronto per essere eseguito, ma in attesa di tempo CPU.
• In esecuzione: in fase di esecuzione attiva.
• Bloccato: in attesa di una risorsa.
• Terminato: esecuzione completata.

Come funzionano i thread in C

C supporta il multithreading tramite la libreria POSIX dei thread (pthreads).

Funzioni principali:

• pthread_create() - Crea un nuovo thread.
• pthread_join() - Attende il completamento di un thread.
• pthread_exit() - Termina un thread.

Esempio: creazione di un thread semplice

Questo programma mostra come creare un thread usando pthread_create().

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

void *printMessage(void *arg) {
    printf("Hello from thread!\n");
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t thread;
    pthread_create(&thread, NULL, printMessage, NULL);
    pthread_join(thread, NULL);
    return 0;
}

Casi d'uso del multithreading

Il multithreading è utile per:

• Server web che gestiscono più richieste dei client.
• Attività in background, come il download di file.
• Calcoli paralleli nelle applicazioni scientifiche.

Riepilogo

In questa lezione ha imparato:

• Che cosa sono i thread e come funzionano.
• I vantaggi del multithreading.
• Come creare un thread semplice in C usando pthread_create().

Successivamente, vedremo come creare e gestire più thread in C.