Processos Threads

Processos e Threads

P rocesso é geralmente entendido como um programa em execução porém, na realida-de, trata-se de uma estrutura mais complexa que contém, além do programa no seu formato executável, todas as informações necessárias (contexto) à execução e ao

controle da execução do mesmo, como por exemplo: o contador de programa, pilhas, registradores e área de dados.

O programa é uma entidade passiva, que pode ser visto como o conteúdo de um arquivo em disco, enquanto que o processo é uma entidade ativa, possuindo um contador de programa (PC), que especifica a próxima instrução a ser executada, e um conjunto de recursos a ele alocados.

Nos sistemas operacionais mais antigos, cada processo possuia um único fluxo de controle, ou seja, as instruções são executadas seqüencialmente, uma de cada vez. Já nos sistemas mais mo-dernos, um processo pode, por sua vez, dar início a um ou mais subprocessos, que são executados em paralelo ou de forma concorrente com o processo pai e, para todos os efeitos, apresentam as mesmas características e particularidades de um processo qualquer, no tocante a contexto e fluxo de controle.

Threads, por outro lado, representam uma nova concepção na forma de um processo pa-ralelizar a execução de partes do seu código. Os threads, conceitualmente, se assemelham a sub-processos porém, diferentemente destes, não possuem identidade própria e, portanto, não são inde-pendentes. Cada thread possui seu próprio contador de programa, sua pilha e seus registradores porém compartilham todos o mesmo espaço de endereçamento, isto é, como se fossem uma única entidade .

Nos sistemas tradicionais, cada processo tem seu próprio contexto e apenas um fluxo de controle - são do tipo single thread. Freqüentemente, no entanto, é desejado ter-se múltiplos fluxos de controle que compartilhem do mesmo espaço de endereçamento e sejam executados de forma paralela (no caso de multiprocessamento) ou de forma concorrente (no caso de monoprocessa-mento), como se fossem processos separados.

Threads satisfazem estes requisitos, pois compartilham do mesmo espaço de endereça-mento com o processo pai e com os demais threads, e podem ser executados de forma concorrente ou paralela (fig. VIII.1). O esquema de threads, no entanto, só pode ser utilizado quando for espe-cificamente suportado pelo sistema operacional ou quando da existência de um gerenciador de thre-ads.

Os threads não são tão independentes como os processos e os subprocessos, uma vez que compartilham de um mesmo espaço de endereçamento e, por conseguinte, compartilham das mes-mas variáveis globais, dos mesmos arquivos, das mesmas tabelas, etc. Uma vez que todo thread pode acessar todo o espaço virtual de endereçamento do processo pai e dos demais threads, ele pode “ler e escrever” em qualquer local, mesmo na pilha dos outros threads - o que significa que não há qualquer forma de proteção de acesso entre os threads.

Os threads compartilham a UCP da mesma forma que os processos o fazem, isto é, podem criar outros threads e podem ficar suspensos aguardando (em block waiting) pelo término de uma