2.3 Procesos ligeros: Hilos o hebras

Un proceso ligero, o thread, es un programa en ejecución (flujo de ejecución) que comparte la imagen de memoria y otras informaciones con otros procesos ligeros. Como muestra la Figura, un proceso puede contener un solo flujo de ejecución, como ocurre en los procesos clásicos, o más de un flujo de ejecución (procesos ligeros).

Desde el punto de vista de la programación, un proceso ligero se define como una función cuya ejecución se puede lanzar en paralelo con otras. El hilo de ejecución primario, o proceso ligero primario, corresponde a la función main.

Cada proceso ligero tiene informaciones que le son propias y que no comparte con otros procesos ligeros. Las informaciones propias se refieren fundamentalmente al contexto de ejecución, pudiéndose destacar las siguientes:

Contador de programa.

Pila.

Registros.

Estado del proceso ligero (ejecutando, listo o bloqueado).

Todos los procesos ligeros de un mismo proceso comparten la información del mismo. En concreto, comparten:

Espacio de memoria.

Variables globales.

Archivos abiertos.

Procesos hijos.

Temporizadores.

Señales y semáforos.

Contabilidad.

Es importante destacar que todos los procesos ligeros de un mismo proceso comparten el mismo espacio de direcciones de memoria, que incluye el código, los datos y las pilas de los diferentes procesos ligeros. Esto hace que no exista protección de memoria entre los procesos ligeros de un mismo proceso, algo que si ocurre con los procesos convencionales.

El proceso ligero constituye la unidad ejecutable en Windows NT. La Figura representa de forma esquemática la estructura de un proceso de Windows NT con sus procesos ligeros.

Procesos ligeros (Hilos o hebras).

Los procesos ligeros son programas en ejecución son básicamente procesos pero a diferencia de éstos últimos que solo tienen un hilo de ejecución los primeros tienen el hilo principal más hilos secundarios o hijos, en éste caso todos los procesos hijos comparten la información del hilo principal pero además puede cada hilo tener su información privada.

Dentro de la información propia tenemos:

Contador de programa

Pila

Registros.

Estado del proceso ligero.

Dentro de la información compartida tenemos:

Variables globales.

Archivos abiertos

Señales

Semáforos.

Contabilidad.

Los hilos o procesos ligeros son una parte de código o miniprograma que puede ser ejecutada independientemente, de forma que una aplicación o un applet puede tener varios hilos ejecutándose simultáneamente y efectuando distintas tareas; estos hilos se encuentran dentro de un programa y son parte de él.

Los hilos, a veces también llamados contextos de ejecución, pueden ser utilizados para la implementación de algoritmos paralelos o procesos concurrentes, sin ser necesario disponer de equipos con estructura de multiprocesador. En el caso de un solo procesador, los procesos ligeros incorporan mecanismos para compartirlo, estableciéndose prioridades  entre ellos y también facilidades de sincronización, cuando es necesario.

Multiproceso se refiere a dos programas que se ejecutan "aparentemente" a la vez, bajo el control del sistema operativo.

Multihilo se refiere a que dos o mas tareas se ejecutan "aparentemente" a la vez, dentro de un mismo programa.