Loading article…
コンピュータプログラミングにおいて、スレッドプールは、コンピュータプログラムで同時実行を実現するためのソフトウェア設計パターンです。複製ワーカーまたはワーカークルーモデルとも呼ばれることが多い[1]スレッドプールは、監視プログラムによって同時実行用に割り当てられるタスクを待機する複数のスレッドを維持します。 スレッドのプールを維持することにより、モデルはパフォーマンスを向上させ、短命タスクのスレッドの頻繁な作成と破棄による実行の遅延を回避します。[2]使用可能なスレッドの数は、実行完了後の並列タスクキューなど、プログラムで使用可能なコンピューティングリソースに合わせて調整されます。
パフォーマンス
スレッドプールのサイズは、タスクを実行するために確保されているスレッドの数です。これは通常、アプリケーションの調整可能なパラメータであり、プログラムのパフォーマンスを最適化するために調整されます。[3]最適なスレッドプールのサイズを決定することは、パフォーマンスを最適化するために非常に重要です。
タスクごとに新しいスレッドを作成する場合と比べて、スレッド プールを使用する利点の 1 つは、スレッドの作成と破棄のオーバーヘッドがプールの最初の作成時のみに制限されることです。これにより、パフォーマンスとシステムの安定性が向上します。スレッドとその関連リソースの作成と破棄は、時間の面でコストのかかるプロセスになる可能性があります。ただし、予約されているスレッドの数が多すぎるとメモリが浪費され、実行可能なスレッド間のコンテキスト切り替えによってパフォーマンスが低下します。別のネットワーク ホストへのソケット接続は、切断して再確立するのに多くの CPU サイクルが必要になる場合がありますが、複数のネットワーク トランザクションにわたって存続するスレッドに関連付けることで、より効率的に維持できます。
スレッドプールを使用すると、スレッドの起動時間を別にしても便利な場合があります。スレッドプールの実装によっては、手動でスレッドを管理する場合よりも高いレベルで作業をキューに入れたり、同時実行を制御したり、スレッドを同期したりすることが簡単にできます。[4] [5] このような場合、使用によるパフォーマンス上の利点は二次的なものになる可能性があります。
通常、スレッド プールは 1 台のコンピューターで実行されます。ただし、スレッド プールは概念的にはサーバー ファームに関連しており、マスター プロセス (スレッド プール自体である場合もあります) が、さまざまなコンピューターのワーカー プロセスにタスクを分散して、全体的なスループットを向上させます。このアプローチは、非常に並列的な問題に適しています。[引用が必要]
スレッドの数は、待機中のタスクの数に基づいて、アプリケーションの存続期間中に動的に調整される場合があります。たとえば、Web サーバーは、多数のWeb ページ要求が来た場合にスレッドを追加し、要求が減った場合にスレッドを削除できます。 [議論中–議論]スレッド プールを大きくすると、リソース使用量が増加するというコストが発生します。スレッドを作成または破棄するタイミングを決定するために使用されるアルゴリズムは、全体的なパフォーマンスに影響します。
- スレッドを作成しすぎると、リソースが浪費され、未使用のスレッドを作成するのに時間がかかります。
- スレッドをあまり多く破棄すると、後で再度作成するときに時間がかかります。
- スレッドの作成が遅すぎると、クライアントのパフォーマンスが低下する可能性があります (待機時間が長くなります)。
- スレッドの破棄が遅すぎると、他のプロセスのリソースが不足する可能性があります。
参照
参考文献
- ^ Garg, Rajat P. & Sharapov, Ilyaアプリケーション最適化テクニック - 高性能コンピューティングPrentice-Hall 2002、p. 394
- ^ Holub, Allen (2000). Taming Java Threads . Apress. p. 209.
- ^ Yibei Ling、Tracy Mullen 、Xiaola Lin (2000年4 月)。「最適なスレッド プール サイズの分析」。ACM SIGOPS オペレーティング システム レビュー。34 (2): 42–55。doi :10.1145/346152.346320。S2CID 14048829 。
- ^ 「QThreadPool クラス | Qt Core 5.13.1」。
- ^ 「GitHub - vit-vit/CTPL: 最新かつ効率的な C++ スレッド プール ライブラリ」。GitHub。2019年9 月 24 日。
外部リンク
- 「スライス、並列実行、結合によるクエリ: Java のスレッド プール パターン」、Binildas CA 著
- 「スレッド プールと作業キュー」Brian Goetz 著
- 「ワーカー スレッド プーリングの方法」 Pradeep Kumar Sahu 著
- Uri Twig による「Work Queue」: プールされたスレッドがワーク キューを実行する C++ コードのデモンストレーション。
- 「Windows スレッド プーリングと実行チェーン」
- Ami Bar による「スマート スレッド プール」
- 「.NET Framework でのスレッド プールのプログラミング」、David Carmona 著
- 「Java で通知ブロッキング スレッド プールを作成する」Amir Kirsh 著
- 「Python による実践的なスレッド プログラミング: スレッド プールとキュー」Noah Gift 著
- 「リアルタイム CORBA のスレッド プール戦略の最適化」Irfan Pyarali、Marina Spivak、Douglas C. Schmidt、Ron Cytron著
- 「延期キャンセル。行動パターン」フィリップ・バッハマン著
- 「高性能科学計算のための C++17 スレッド プール」、Barak Shoshany 著