Çok iş parçacıklı programlama, tek bir işlem veya uygulama içinde birden çok iş parçacığının yürütülmesini içeren, sistem kaynaklarının verimli kullanımına ve performansın iyileştirilmesine olanak tanıyan, eşzamanlı programlamanın özel bir biçimidir. Bu programlama paradigması, birden fazla iş parçacığının, ayrı görevleri yürütürken paylaşılan veri yapılarında eş zamanlı olarak çalışmasına olanak tanır ve sonuçta uygulamaların veya algoritmaların çok çekirdekli işlemcilerden daha iyi yararlanmasını sağlarken yanıt verme ve verimlilik sağlar.
Geleneksel tek iş parçacıklı programlamada, bir program talimatlarını birbiri ardına sırayla yürütür ve bir seferde yalnızca bir görevi gerçekleştirebilir. Bu, sistem kaynaklarının yetersiz kullanılmasına ve performansın düşmesine neden olabilir. Çok çekirdekli işlemcilerin ve paralel mimarilerin geliştirilmesi, mevcut işlem gücünün kullanımını optimize etmek ve bir uygulama içindeki eşzamanlı süreçleri ve olayları daha iyi yönetmek için çoklu iş parçacığı gibi eşzamanlı programlama tekniklerinin benimsenmesini gerektirmiştir.
Çok iş parçacıklı bir ortamda iş parçacıkları, işletim sistemi tarafından bağımsız olarak programlanabilen ve yürütülebilen en küçük varlıklardır. Her iş parçacığının kendi program sayacı, yığını ve yerel verileri vardır, ancak bellek alanını, genel verilerini ve sistem kaynaklarını aynı süreç içinde diğer iş parçacıklarıyla paylaşır. Bu paylaşılan bellek mimarisi, iş parçacıkları arasında verimli iletişim sağlar ve iş parçacıklarının ortak bir amaç doğrultusunda işbirliği içinde çalışmasına olanak tanır.
Çok iş parçacıklı bir uygulamanın uygulanması, paylaşılan veri yapılarının doğru şekilde işlenmesi, iş parçacığı senkronizasyonu ve kaynak çekişmesi dahil olmak üzere çeşitli zorlukları içerir. Paylaşılan bellek modeli, iki veya daha fazla iş parçacığının aynı verilere eşzamanlı olarak erişmesi durumunda ortaya çıkan veri tutarsızlıklarına ve yarış koşullarına yol açarak beklenmeyen program davranışına yol açabilir. Bu sorunu çözmek için programcılar, paylaşılan kaynaklara özel erişim sağlamak ve verilere tutarlı ve güvenilir bir şekilde erişilmesini garanti etmek için kilitler, semaforlar ve bariyerler gibi çeşitli senkronizasyon mekanizmalarını kullanır.
Çok iş parçacıklı programlama, artan yanıt verme yeteneği, gelişmiş kaynak kullanımı ve hesaplama hızlandırması gibi çeşitli avantajlar sunabilir. Çok iş parçacıklı bir uygulamada, arka plan görevleri, uygulamanın yanıt verebilirliğini veya kullanıcı arayüzü davranışını etkilemeden eş zamanlı olarak yürütülebilir. Üstelik çok iş parçacıklı bir uygulama, iş yükünü birden fazla çekirdeğe verimli bir şekilde dağıtabilir, bu da onun daha hızlı yürütmesine ve görevleri daha kısa sürede tamamlamasına olanak tanır.
Bununla birlikte, çok iş parçacıklı programlamanın aynı zamanda artan karmaşıklık, eşzamanlılıkla ilgili hata potansiyeli ve ölçeklenebilirlik endişeleri gibi dezavantajları da vardır. Çok iş parçacıklı uygulamalarda hata ayıklama, belirleyici olmayan doğaları nedeniyle zor olabileceğinden, programcıların iş parçacığı senkronizasyonu, paylaşılan veri koruması ve kilitlenme önleme konularında iyi bir anlayışa sahip olmaları gerekir. Ayrıca, çok iş parçacıklı programlama, çok sayıda çekirdeğe sahip sistemlerde ölçeklenebilirlik sorunlarıyla karşılaşabilir; çünkü iletişim ve senkronizasyon ek yükü, elde edilen performans kazanımlarını sınırlayabilir.
Java'nın yerleşik iş parçacığı yetenekleri, C++'ın iş parçacığı kitaplığı, Python'un iş parçacığı modülü ve POSIX iş parçacığı (pthreads) kitaplığı gibi çeşitli programlama dilleri, kitaplıkları ve çerçeveleri çok iş parçacıklı programlama için destek sunar. Dile özgü desteğe ek olarak geliştiriciler, Intel'in Threading Building Blocks (TBB) veya NVIDIA'nın CUDA paralel işleme platformu gibi donanım düzeyinde paralellikten de yararlanabilirler.
Arka uç, web ve mobil uygulamalar oluşturmaya yönelik no-code platform olan AppMaster, sistem kaynaklarının verimli kullanımını en üst düzeye çıkarmak ve uygulama performansını artırmak için çok iş parçacıklı programlamadan yararlanılır. Platform, arka uç uygulamaları için Go'nun (golang), web uygulamaları için Vue3 çerçevesinin ve JS/TS'nin yanı sıra mobil uygulamalarda Android için Kotlin ve Jetpack Compose ve iOS için SwiftUI çoklu iş parçacığı özelliklerinden yararlanan uygulamalar üretir. Oluşturulan uygulamalar eşzamanlı süreçleri etkili bir şekilde yönetebilir ve görevleri paralel olarak yürütebilir; bu da yüksek performanslı, hızlı yanıt veren ve ölçeklenebilir bir uygulama deneyimi sağlar.
Sonuç olarak, çok iş parçacıklı programlama, modern yazılım geliştirmede çok çekirdekli işlemcilerin ve paralel mimarilerin etkin şekilde kullanılmasını sağlayan önemli bir paradigmadır. Geliştiriciler, çoklu iş parçacığı ilkelerini uygulayarak, daha yüksek uygulama duyarlılığı, gelişmiş kaynak kullanımı ve hesaplama hızı elde ederek daha verimli ve yüksek performanslı yazılım çözümlerine yol açabilir. Donanım gelişmeye devam ettikçe, çok iş parçacıklı programlama tekniklerinde uzmanlaşmanın önemi, yazılım geliştirme sektöründe çalışan profesyoneller için giderek daha önemli hale geliyor.
