Thread merupakan konteks eksekusi yang terjadwal yang memungkinkan program untuk mengeksekusi beberapa tugas secara bersamaan. Terdapat tiga jenis utama thread, yaitu kernel thread, user-space thread satu-ke-satu, dan user-space thread banyak-ke-satu. Kernel thread berjalan langsung di kernel, sedangkan user-space thread diimplementasikan sebagai pustaka di ruang pengguna. User-space thread satu-ke-satu memiliki satu kernel thread untuk setiap

1. MODUL 4 SISTEM OPERASI
Threads
1. Pokok Bahasan
1. Threads
2. Implementasi Multiple Threads pada sebuah prosesor
3. Komunikasi Multiple Threads
4. Scheduling
2. Threads
2.1 Definisi
 Thread adalah sebuah konteks eksekusi yang terjadwal
o Program counter, stack, register
 Program sederhana menggunakan satu thread per proses
 Terdapat pula program multi-threaded.
o Multiple threads berjalan pada ruamg alamat proses yang sama
Mengapa Perlu Thread?
o Abstraksi yang paling populer untuk concurrency
o Abstraksi yang lebih ringan daripada proses
o Semua thread dalam satu proses berbagi memori, deskriptor file dll.
o Memungkinkan satu proses untuk menggunakan multiple CPU atau core
o Memungkinkan program untuk overlap I/O dan komputasi
o Memiliki manfaat yang sama dengan S.O menjalankan emacs dan gcc secara
serentak.
o Mis. Threaded web server melayani client secara serentak :

2. for ( ; ; ) {
fd = accept_client ( ) ;
thread_create ( se r vi c e _ c l i e nt , &fd);
}
o Kebanyakan kernel memiliki threads juga
o Biasanya paling tidak satu kernel thread untuk tiap proses.
Jenis Thread
 Kernel thread
 One to one user-space thread
 Many to one
 Many to many
Jangan dicampurkan dengan hardware threads/SMT/Hyperthreading  Pada ini CPU memberikan lebih
banyak sumber daya fisik untuk thread
Thread package API
• t i d thread_create (void (*fn) (void * ) , void * ) ;
- Create a new thread, run fn with arg
• void thread_exit ( ) ;
- Destroy currentthread
• void thread_join ( t i d th rea d );
- Wait for thread thread to exit
2.2 Kernel thread
 Merupakan konteks eksekusi multiple (multiple execution context) di dalam kernel
o Seperti dalam Java Virtual machine (JVM)
 Dapat mengimplementasikan thread_create sabagai sebuah system call
 Lebih cepat dari sebuah proses tapi lebih berat
 Tidak berkaitan atau menyatakan apapun tentang user space
o Memerlukan pergantian konteks (context switch) dari/ke proses user.

3.  Arsitektur Kernel
o Berapa banyak stack terdapat pada kernel?
o Unix edisi 6 memiliki satu kernel stack per proses.
 Pada stack yang manakah penjadwal thread (thread scheduler) berjalan? Jawab: Pada
thread pertama (#1)
 dua thread untuk setiap context switch.
o S.O lain (mis Barrelfish) memiliki satu kernel stack per CPU

4. 2.3 User-spaceThreads
 Diimplementasikan sebagai pustaka tingkat user (user-level library )a.k.a green threads
o Satu kernel thread per proses
o thread_create, thread_exit dll hanyalah fungsi pustaka
Mengimplementasikan user-level threads
 Mengalikasikan sebuah stack baru untuk tiap thread_create
 Mengantrikan threads yang dapat dijalankan (runnable threads)
 Mengganti pemanggilan sistem jaringan (networking system call) (read/write/dll)
o Bila operasi akan mem-blok, mengganti (switch) dan berjalan (run) pada thread yang berbeda
 Menjadwalkan sinyal timer periodik (settimer)
o Pindah ke thread lain pada sinyal timer (preemption)
 Contoh server web multi_threaded :
o Thread memanggil read untuk mendapatkan data dari web browser remote
Opsi pada User Space Threads:
 Mengimplementasikan threads didalam sebuah proses (satu kernel thread)
 Multiple kernel threads dalam sebuah proses
 Kombinasi keduanya
Many –to-one threads
 Pustaka thread (thread libraries) awal (dulu) :
o Green Thread (Original Java VM)
o GNU portable thread
 Sering disebut sebagai thread level user murni (“pure user-level thread)
o Alias thread ringan (lightweight thread)
o Tidak diperlukan dukungan kernel

5. One-to-one User Threads
 Tiap user thread adalah/memiliki sebuah kernel thread
 Ekuivalen dengan :
o Lebih dari 1 proses berbagi satu addrece space
 Package thread S.O. paling moderen:
o Linnux, Solaris, Windows XP, MacOSX, etc

6. Perbandingan
User-level threads
 Murah untuk dibuat dan di-destroy
 Cepat dalam pergantian konteks (context switch)
 Dapat memblok keseluruhan proses (tidak hanya system call)
One-to-one threads
 Menggunakan memori (kernel stack)
 Lambat untuk melakukan switch
 Gampang dijadwalkan
 Menangani blocking dengan baik


7. Many-to-many Threads
 Me-multiplex-kan user-level thread dalam beberapa kernel-level thread.
 Satu langkah untuk sebuah multiprosesor
 Dapat “menempelkan” user thread kepada kernel thread untuk meningkatkan kinerja/
prediksi.
 Cost untuk migrasi thread “menarik”
Kuis 4.1 : Gambarkan bagan Jenis-jenis Thread dan berikan penjelasannya serta ilustrasi masing
masing jenis thread tsb.
Sumber :
http://www.inf.tu-dresden.de/index.php?node_id=1312&ln=en
http://spcl.inf.ethz.ch/Teaching/2016-osnet/
http://www.scs.stanford.edu/17wi-cs140/notes/