Что такое поток в программировании

Поток (программирование)

Поток ( _en. stream) — абстрактная последовательность инструкций или данных вообще, привязанная к соответствующему дескриптору (может быть представлен именем потока).

Потоки являются удобным унифицированным программным интерфейсом для чтения или записи файлов (в том числе специальных, в частности связанных с устройством), сокетов и передачи данных между процессами.

Поддержка потоков включена в большинство языков программирования и едва ли не во все современные (на 2008 год) операционные системы.

При запуске процесса ему предоставляются предопределённые стандартные потоки.

Возможность перенаправления потоков позволяет связывать различные программы, и придаёт системе гибкость, являющуюся частью философии Unix.

Поток данных в программировании

Абстракция потока особенно важна в языке программирования Си, где он представляет из себя источник ввода и/или вывода данных, обычно байтов, связанный с файлом, устройством либо другим процессом. Работа с потоками перенесена во многие другие языки.

Поток данных в операционных системах

Командная оболочка UNIX интенсивно использует абстракцию потока для совместного выполнения нескольких утилит.

См. также

* Стандартные потоки
* Враппер

Wikimedia Foundation . 2010 .

• Сагырбаев, Курмангазы
• Лённрот, Элиас

Смотреть что такое «Поток (программирование)» в других словарях:

• Поток выполнения — Для термина «Поток» см. другие значения. Процесс с двумя потоками выполнения на одном процессоре Поток выполнения (анг … Википедия
• Поток минимальной стоимости — Задача о потоке минимальной стоимости состоит в нахождении самого дешёвого способа передачи определённого количества потока через транспортную сеть. Содержание 1 Определения 2 Отношение к другим задачам … Википедия
• Поток POSIX — POSIX Threads стандарт потоков (нитей) выполнения, определяющий API для создания и управления ими. Библиотеки, реализующие этот стандарт (и функции этого стандарта), обычно называются Pthreads (функции имеют приставку «pthread »). Хотя наиболее… … Википедия
• Линейное программирование — Линейное программирование математическая дисциплина, посвящённая теории и методам решения экстремальных задач на множествах мерного векторного пространства, задаваемых системами линейных уравнений и неравенств. Линейное программирование… … Википедия
• Класс (программирование) — У этого термина существуют и другие значения, см. Класс. Класс в программировании набор методов и функций. Другие абстрактные типы данных метаклассы, интерфейсы, структуры, перечисления характеризуются какими то своими, другими… … Википедия
• Объектно-ориентированное программирование — Эта статья во многом или полностью опирается на неавторитетные источники. Информация из таких источников не соответствует требованию проверяемости представленной информации, и такие ссылки не показывают значимость темы статьи. Статью можно… … Википедия
• Событийно-ориентированное программирование — Парадигмы программирования Агентно ориентированная Компонентно ориентированная Конкатенативная Декларативная (контрастирует с Императивной) Ограничениями Функциональная Потоком данных Таблично ориентированная (электронные таблицы) Реактивная … Википедия
• Реактивное программирование — Парадигмы программирования Агентно ориентированная Компонентно ориентированная Конкатенативная Декларативная (контрастирует с Императивной) Ограничениями Функциональная Потоком данных Таблично ориентированная (электронные таблицы) Реактивная … Википедия
• Грамотное программирование — Стиль этой статьи неэнциклопедичен или нарушает нормы русского языка. Статью следует исправить согласно стилистическим правилам Википедии … Википедия
• Парное программирование — техника программирования, при которой весь исходный код создаётся парами людей, программирующих одну задачу, сидя за одним рабочим местом. Один программист управляет компьютером и, в основном, думает над кодированием в деталях. Другой программист … Википедия

Потоки данных

В Java для описания работы по вводу/выводу используется специальное понятие – поток данных (stream). Поток данных связан с некоторым источником или приемником данных, способных получать или предоставлять информацию. Соответственно, потоки делятся на входные — читающие данные, и на выходные — передающие (записывающие) данные.

Потоки данных — это упорядоченные последовательности данных, которым соответствует определенный источник (source) (для потоков ввода) или получатель (destination) (для потоков вывода). В Java потоки ввода вывода реализуются в пределах иерархии классов, Определенных в пакете jаvа.io. Классы ввода вывода Java исключают необходимость вникать в особенности низкоуровневой организации операционных систем и предоставляют доступ к системным ресурсам посредством методов работы с файлами и иных инструментов.

Все потоки ввода вывода ведут себя одинаково, несмотря на отличия в конкретных физических устройствах, с которыми они связаны. Одни и те же классы и методы ввода вывода применимы к разнотипным устройствам. Абстракция потока ввода может охватывать разные типы ввода: из файла на диске, клавиатуры или сетевого соединения.

2. Типы потоков данных

В JAVA существует 2 типа потоков данных:

• Символьные потоки (text-streams, последовательности 16-битовых символов Unicode), содержащие символы.
• Байтовые потоки (binary-streams), содержащие восьми битную информацию.

Классы разделяются также по направлению потоков:

• Потоки ввода (input)
• Потоки вывода (output)

В Java определены четыре основных абстрактных классов для работы с потоками:

3. Общая схема работы с потоками в Java

Общая схема работы с потоками в Java описывается тремя простыми шагами:

1. Создать потоковый объект и ассоциировать его с файлом на диске.
2. Пока есть информация, читать/писать очередные данные в/из потока.
3. Закрыть поток.

Что такое поток

Как и В, C++ не имеет встроенных возможностей ввода и вывода. Однако все компиляторы C++ объединяются с системным, объектно-ориентированным пакетом ввода-вывода, известным как iostream классы. Поток является центральным понятием iostream классов. Можно считать, что поток — это смарт-файл, который выступает в качестве источника и назначения для байт. Характеристики потока определяется его классом и пользовательскими операторами вставки и извлечения.

С помощью драйверов устройств дисковая операционная система взаимодействует с клавиатурой, монитором, принтером и портами ввода-вывода как с расширенными файлами. Классы iostream взаимодействуют с этими расширенными файлами. Встроенные классы поддерживают чтение из памяти и запись в память, причем синтаксис этих операций идентичен синтаксису для операций дискового ввода-вывода, что позволяет легко создавать производные классы потока.

В этом разделе

См. также

Дополнительные ресурсы

Значок отказа согласно Закону Калифорнии о защите конфиденциальности потребителей (CCPA)

• Светлая
• Темная
• Высокая контрастность

• Предыдущие версии
• Блог
• Участие в доработке
• Конфиденциальность
• Условия использования
• Товарные знаки
• © Microsoft 2023

Дополнительные ресурсы

Значок отказа согласно Закону Калифорнии о защите конфиденциальности потребителей (CCPA)

• Светлая
• Темная
• Высокая контрастность

• Предыдущие версии
• Блог
• Участие в доработке
• Конфиденциальность
• Условия использования
• Товарные знаки
• © Microsoft 2023

Потоки и работа с ними

Многопоточность позволяет увеличивать скорость реагирования приложения и, если приложение работает в многопроцессорной или многоядерной системе, его пропускную способность.

Процессы и потоки

Процесс — это исполнение программы. Операционная система использует процессы для разделения исполняемых приложений. Поток — это основная единица, которой операционная система выделяет время процессора. Каждый поток имеет приоритет планирования и набор структур, в которых система сохраняет контекст потока, когда выполнение потока приостановлено. Контекст потока содержит все сведения, позволяющие потоку безболезненно возобновить выполнение, в том числе набор регистров процессора и стек потока. Несколько потоков могут выполняться в контексте процесса. Все потоки процесса используют общий диапазон виртуальных адресов. Поток может исполнять любую часть программного кода, включая части, выполняемые в данный момент другим потоком.

По умолчанию программа .NET запускается с одним потоком, часто называемым основным потоком. Тем не менее она может создавать дополнительные потоки для выполнения кода параллельно или одновременно с основным потоком. Эти потоки часто называются рабочими потоками.

Цели применения нескольких потоков

Используйте несколько потоков, чтобы увеличить скорость реагирования приложения и воспользоваться преимуществами многопроцессорной или многоядерной системы, чтобы увеличить пропускную способность приложения.

Представьте себе классическое приложение, в котором основной поток отвечает за элементы пользовательского интерфейса и реагирует на действия пользователя. Используйте рабочие потоки для выполнения длительных операций, которые, в противном случае будут занимать основной поток, в результате чего пользовательский интерфейс будет недоступен. Для более оперативной реакции на входящие сообщения или события также можно использовать выделенный поток связи с сетью или устройством.

Если программа выполняет операции, которые могут выполняться параллельно, можно уменьшить общее время выполнения путем выполнения этих операций в отдельных потоках и запуска программы в многопроцессорной или многоядерной системе. В такой системе использование многопоточности может увеличить пропускную способность, а также повысить скорость реагирования.

Как использовать многопоточность в .NET

Начиная с .NET Framework 4, для многопоточности рекомендуется использовать библиотеку параллельных задач (TPL) и Parallel LINQ (PLINQ). Дополнительные сведения см. в разделе Параллельное программирование.

Библиотека параллельных задач и PLINQ полагаются на потоки ThreadPool. Класс System.Threading.ThreadPool предоставляет приложения .NET с пулом рабочих потоков. Также можно использовать потоки из пула потоков. Дополнительные сведения см. в разделе Управляемый пул потоков.

Наконец, можно использовать класс System.Threading.Thread, который представляет управляемый поток. Дополнительные сведения см. в разделе Использование потоков и работа с потоками.

Несколько потоков могут требовать доступ к общему ресурсу. Чтобы сохранить ресурс в непроверенном состоянии и избежать условий гонки, необходимо синхронизировать доступ к потоку к нему. Вы также можете координировать взаимодействие нескольких потоков. Платформа .NET предоставляет ряд типов для синхронизации доступа к общему ресурсу или координации взаимодействия потоков. Дополнительные сведения см. в разделе Обзор примитивов синхронизации.

Исключения следует обрабатывать в потоках. Необработанные исключения в потоках, как правило, приводят к завершению процесса. Дополнительные сведения см. в статье Исключения в управляемых потоках.

См. также

• Объекты и функциональные возможности работы с потоками
• Рекомендации по работе с потоками
• Процессы и потоки
• Параллельная обработка в .NET
• Асинхронные шаблоны программирования в .NET

Совместная работа с нами на GitHub

Источник этого содержимого можно найти на GitHub, где также можно создавать и просматривать проблемы и запросы на вытягивание. Дополнительные сведения см. в нашем руководстве для участников.