Değerli Okurlarım, Merhabalar.
Bugünkü makelemiz ile birlikte threading kavramını en basit haliyle tanımaya
çalışacağız. Sonraki makalelerimizde de threading kavramını daha üst seviyede
işlemeye çalışacağız.
Bugün hepimiz
bilgisayar başındayaken aynı anda pek çok uygulamanın sorunsuz bir şekilde
çalıştığını görürüz. Bir belge yazarken, aynı zamanda müzik dinleyebilir,
internet üzerinden program indirebilir ve sistemimizin kaynaklarının elverdiği
ölçüde uygulamayla eşzamanlı olarak çalışabiliriz. Bu bize, günümüz
işlemcilerinin ve üzerlerinde çalışan işletim sistemlerinin ne kadar yetenekli
oluğunu gösterir. Gösterir mi acaba?
Aslında tek işlemcili
makineler günümüzün modern sihirbazları gibidirler. Gerçekte çalışan
uygulamaların tüm işlemleri aynı anda gerçekleşmemektedir. Fakat işlemciler
öylesine büyük saat hızlarına sahiptirlerki. İşlemcinin yaptığı, çalıştırılan
uygulamaya ait işlemleri iş parçacacıkları(thread) halinde ele almaktır. Her bir
iş parçacağı bir işlemin birden fazla parçaya bölünmesinden oluşur. İşlemciler
her iş parçacığı için bir zaman dilimi belirler. T zaman diliminde bir işlem
parçacığı yürütülür ve bu zaman dilim bittiğinde işlem parçacığı geçici bir süre
için durur. Ardından kuyrukta bekleyen diğer iş parçacağı başka bir zaman dilimi
içinde çalıştırılır. Bu böylece devam ederken, işlemcimiz her iş parçacığına
geri döner ve tüm iş parçacıkları sıra sıra çalıştırılır. Dedik ya, işlemciler
bu işlemleri çok yüksek saat ve frekans hızında gerçekleştiri. İşte bu yüksek
hız nedeniyle tüm bu olaylar saniyenin milyon sürelerinde gerçekleşir ve sanki
tüm bu uygulamalar aynı anda çalışıyor hissi verir.
Gerçektende
uygulamaları birbirleriyle paralel olarak ve eş zamanlı çalıştırmak aslında
birden fazla işlemciye sahip sistemler için gerçeklenir.
Bugünkü uygulamamız
ile, bahsetmiş olduğumuz threadin kavramına basit bir giriş yapıcağız. Nitekim
threading kavramı ve teknikleri, uygulamalarda profesyonel olarak kod yazmayı
gerektirir. Daha açık şekilde söylemek gerekirse bir uygulama içinde yazdığımız
kodlara uygulayacağımı thread'ler her zaman avantaj sağlamaz. Bazı durumlarda
dezavantaja dönüşüp programların daha yavaş çalışmasına neden olabilir. Nitekim
thread'lerin çalışma mantığını iyi kavramak ve uygulamalarda titiz davranmak
gerekir.
Örneğin thread'lerin
zaman dilimlerine bölündüklerinde sistemin nasıl bir önceki veya daha önceki
thread'i çalıştırabildiğini düşünelim. İşlemci zaman dilimini dolduran bir
thread için donanımda bir kesme işareti bırakır, bunun ardında thread'e ait bir
takım bilgiler belleğe yazılır ve sonra bu bellek bölgesinde Context adı verilen
bir veri yapısına depolanır. Sistem bu thread'e döneceği zaman Context'te yer
alan bilgilere bakar ve hangi donanımın kesme sinyali verdiğini bulur. Ardından
bu sinyal açılır ve işlemin bir sonraki işlem parçacığının çalışacağı zaman
dilimine girilir. Eğer thread işlemini çok fazla kullanırsanız bu durumda bellek
kaynaklarınıda fazlası ile tüketmiş olursunuz. Bu thread'leri neden titiz bir
şekilde programlamamız gerektiğini anlatan nedenlerden sadece birisidir. Öyleki
yanlış yapılan thread programlamaları sistemlerin kilitlenmesine de yol
açacaktır.
Threading gördüğünüz
gibi çok basit olmayan bir kavramdır. Bu nedenle olayı daha iyi
açıklayabileceğimi düşündüğüm örneklerime geçmek istiyorum. Uygulamamızın formu
aşağıdaki şekildeki gibi olucak.
Şekil 1. Form
Tasarımımız.
Şimdi kodlarımızı
yazalım.
|
public
void
z1()
{
for(int
i=1;i<60;++i)
{
zaman1.Value+=1;
for(int
j=1;j<10000000;++j)
{
j+=1;
}
}
}
public
void
z2()
{
for(int
k=1;k<100;++k)
{
zaman2.Value+=1;
for(int
j=1;j<25000000;++j)
{
j+=1;
}
}
}
private
void
btnBaslat_Click(object
sender, System.EventArgs e)
{
z1();
z2();
} |
Program kodlarımızı
kısaca açıklayalım. Z1 ve z2 isimli metodlarımız progressBar kontrolllerimizin
değerlerini belirli zaman aralıklarıyla arttırıyorlar. Bu işlemleri
geçekleştirmek için, Başlat başlıklı butonumuza tıklıyoruz. Burada önce z1 daha
sonrada z2 isimli metodumuz çalıştırılıyor. Bunun sonucu olarak önce zaman1
isimli progressBar kontrolümüz doluyor ve dolması bittikten sonra zaman2 isimli
progressBar kontrolümüzün value değeri arttırılarak dolduruluyor.
Şimdi bu programın
şöyle çalışmasını istediğimizi düşünelim. Her iki progressBar'da aynı anda
dolmaya başlasınlar. İstediğimiz zaman z1 ve z2 metodlarının çalışmasını
durduralım ve tekrar başlatabilelim. Tekrar başlattığımızda ise progressBar'lar
kaldıkları yerden dolmaya devam etsinler. Söz ettiğimiz aslında her iki
metodunda aynı anda çalışmasıdır. İşte bu işi başarmak için bu metodları sisteme
birer iş parçacağı ( thread ) olarak tanıtmalı ve bu thread'leri yönetmeliyiz.
.Net ortamında
thread'ler için System.Threading isim uzayını kullanırız. Öncelikle programımıza
bu isim uzayını ekliyoruz. Ardından z1 ve z2 metodlarını birer iş parçacığı
olarak tanımlamamız gerekiyor. İşte kodlarımız.
|
public
void
z1()
{
for(int
i=1;i<60;++i)
{
zaman1.Value+=1;
for(int
j=1;j<10000000;++j)
{
j+=1;
}
}
}
public
void
z2()
{
for(int
k=1;k<100;++k)
{
zaman2.Value+=1;
for(int
j=1;j<25000000;++j)
{
j+=1;
}
}
}
ThreadStart ts1;
ThreadStart ts2;
Thread t1;
Thread t2;
private
void btnBaslat_Click(object
sender, System.EventArgs e)
{
ts1=new ThreadStart(z1);
/*
ThreadStart iş parçacığı olarak kullanılıcak metod için bir temsilcidir. Bu
metod için tanımlanacak thread sınıfı nesnesi için paramtere olucak ve bu
nesnenin hangi metodu iş parçacığı olarak göreceğini belirtecektir. */
ts2=new
ThreadStart(z2);
t1=new
Thread(ts1);
t2=new
Thread(ts2);
t1.Start();
/* İş parçağını Start metodu ile
başlatıyoruz. */
t2.Start();
btnBaslat.Enabled=false;
}
private
void btnDurdur_Click(object
sender, System.EventArgs e)
{
t1.Suspend();
/* İş parçacağı geçici bir süre
için uyku moduna geçer. Uyku modundaki bir iş parçacağını tekrar aktif hale
getirmek için Resume metodu kullanılır. */
t2.Suspend();
}
private
void btnDevam_Click(object
sender, System.EventArgs e)
{
t1.Resume();
/* Uyku modundaki iş parçacığının
kaldığı yerden devam etmesini sağlar. */
t2.Resume();
}
private
void btnKapat_Click(object
sender, System.EventArgs e)
{
if(t1.IsAlive)
/* Eğer iş
parçacıkları henüz sonlanmamışsa bunlar canlıdır ve IsAlive özellikleri true
değerine sahiptir. Programımızda ilk biten iş parçacığı t1 olucağından onun
bitip bitmediğini kontrol ediyoruz. Eğer bitmiş ise programımız close metodu
sayesinde kapatılabilir. */
{
MessageBox.Show("Çalışan threadler var program sonlanamaz.");
}
else
{
this.Close();
}
} |
Uygulamamızda z1 ve z2
isimli metodlarımızı birer iş parçacığı (thread) haline getirdik. Bunun için
System.Threding isim uzayında yer alan ThreadStart ve Thread sınıflarını
kullandık. ThreadStart sınıfı , iş parçacığı olucak metodu temsil eden bir
delegate gibi davranır. İş parçacıklarını başlatıcak(start),
durdurucak(suspend), devam ettirecek(resume) thread nesnelerimizi tanımladığımız
yapıcı metod ThreadStart sınıfından bir temsilciyi parametre olarak alır. Sonuç
itibariyle kullanıcı Başlat başlıklı button kontrolüne tıkladığında, her iki
progressBar kontrolününde aynı zamanda dolmaya başladığını ve ilerlediklerini
görürüz. Bu aşamada Durdur isimli button kontrolüne tıklarsak her iki
progressBar'ın ilerleyişinin durduğunu görürüz. Nitekim iş parçacıklarının
Suspend metodu çağırılmış ve metodların çalıştırılması durdurulmuştur.
Şekil 2. Suspend
metodu sonrası.
Bu andan sonra tekrar
Devam button kontrolüne tıklarsak thread nesnelerimiz Resume metodu sayesinde
çalışmalarına kaldıkları yerden devam ediceklerdir. Dolayısıyla progressBar
kontrolllerimizde kaldıkları yerden dolmaya devam ederler. Bu sırada programı
kapatmaya çalışmamız henüz sonlanmamış iş parçacıkları nedeni ile hataya neden
olur. Bu nedenle Kapat button kontrolünde IsAlive özelliği ile iş
parçacıklarının canlı olup olmadığı yani metodların çalışmaya devam edip
etmediği kontrol edilir. Eğer sonlanmamışsa kullanıcı aşağıdaki mesaj kutusu ile
uyarılır.
Şekil 3. İş
Parçacıkları henüz sonlanmamış ise.
Evet geldik Threading
ile ilgili makale dizimizin ilk bölümünün sonuna . Bir sonraki makalemizde
Threading kavramını dahada derinlemesine incelemeye çalışacağız. Hepinize mutlu
günler dilerim.
Burak Selim ŞENYURT
selim(at)buraksenyurt.com