Apa Itu Multithreading?
Multithreading adalah kemampuan sebuah program atau sistem operasi untuk menangani lebih dari satu proses dalam satu waktu tanpa harus menjalankan banyak salinan program secara bersamaan di komputer. Multithreading juga memungkinkan sebuah sistem menangani beberapa permintaan dari satu pengguna sekaligus.
Setiap permintaan dari pengguna terhadap sebuah program atau layanan sistem dilacak sebagai thread dengan identitas yang terpisah. Ketika program bekerja untuk memenuhi permintaan thread awal dan kemudian terganggu oleh permintaan lain, status pekerjaan dari permintaan awal tetap dilacak sampai selesai. Dalam konteks ini, pengguna juga bisa berupa program lain.
Agar multithreading dapat berjalan dengan optimal, dibutuhkan CPU yang cepat serta kapasitas memori yang besar. Sebuah prosesor tunggal mengeksekusi bagian-bagian kecil dari berbagai program (dikenal sebagai thread) dengan kecepatan tinggi, sehingga tampak seperti komputer menjalankan banyak tugas secara bersamaan.
Bagaimana Cara Kerja Multithreading?
Kecepatan pemrosesan yang sangat tinggi dari mikroprosesor modern memungkinkan multithreading bekerja. Meskipun prosesor hanya bisa menjalankan satu instruksi dalam satu waktu, eksekusi thread dari berbagai program terjadi begitu cepat hingga terlihat seperti semuanya berjalan secara bersamaan.
Setiap siklus CPU menjalankan satu thread yang terhubung dengan thread lain dalam suatu alur proses. Sinkronisasi ini terjadi dengan sangat cepat sehingga terlihat seolah-olah semua alur tersebut berjalan secara paralel. Program yang mampu menjalankan banyak thread dalam pemrosesan disebut sebagai program multithreaded.
Setiap thread berisi informasi tentang bagaimana ia berhubungan dengan keseluruhan program. Dalam proses pemrosesan asinkron, beberapa thread dieksekusi sementara yang lain menunggu giliran. Programmer harus memperhatikan potensi masalah seperti race condition dan deadlock agar sistem tetap berjalan lancar.
Contoh Penggunaan Multithreading
Multithreading digunakan dalam berbagai konteks. Salah satu contohnya adalah saat memasukkan data ke dalam sebuah spreadsheet yang digunakan dalam aplikasi real-time.
Saat bekerja dengan spreadsheet, pengguna memasukkan data ke dalam sebuah sel, dan beberapa hal dapat terjadi secara bersamaan, seperti:
- Lebar kolom menyesuaikan secara otomatis.
- Elemen sel yang berulang direplikasi.
- Spreadsheet dapat disimpan beberapa kali selama pengeditan berlangsung.
Semua aktivitas ini terjadi karena banyak thread dihasilkan dan dieksekusi secara bersamaan tanpa memperlambat kinerja keseluruhan aplikasi spreadsheet.
Perbedaan Multithreading, Multitasking, dan Multiprocessing
Multithreading berbeda dengan Multitasking dan Multiprocessing. Namun, ketiganya saling terkait dalam hal berikut:
- Multitasking adalah kemampuan komputer untuk menjalankan dua atau lebih program secara bersamaan. Multithreading memungkinkan multitasking dengan cara memecah program menjadi thread-thread kecil yang dapat dieksekusi secara independen. Setiap thread memiliki elemen pemrograman yang diperlukan untuk menjalankan program utama, dan komputer mengeksekusi thread tersebut satu per satu.
- Multiprocessing menggunakan lebih dari satu CPU untuk mempercepat pemrosesan secara keseluruhan dan mendukung multitasking.
Perbedaan Multithreading dengan Parallel Processing dan Multicore Processor
Parallel processing terjadi ketika dua atau lebih CPU digunakan untuk menangani bagian yang berbeda dari suatu tugas. Dalam sistem parallel processing, beberapa tugas dapat dieksekusi secara bersamaan. Ini berbeda dengan sistem yang hanya memiliki satu prosesor, di mana hanya satu thread yang bisa dieksekusi dalam satu waktu dan tugas-tugas dalam sebuah thread dijadwalkan secara berurutan.
Multicore processors pada motherboard CPU memiliki lebih dari satu unit pemrosesan independen atau core. Ini berbeda dengan prosesor single-core yang hanya memiliki satu unit pemrosesan. Multicore processors memberikan kecepatan dan responsivitas yang lebih tinggi dibandingkan prosesor single-core.
Multicore processors mampu mengeksekusi thread sebanyak jumlah core yang dimilikinya secara paralel, sehingga bagian dari sebuah tugas dapat diselesaikan lebih cepat. Sementara itu, pada sistem dengan satu core, thread-thread dalam aplikasi multithreaded tidak dapat dijalankan secara paralel, melainkan harus berbagi satu unit prosesor yang sama.