Ի՞նչ է ծրագրավորման մեջ պառալելիզմը։

Համաժամանակությունը ծրագրավորման մեջ նշանակում է միաժամանակ մի քանի առաջադրանքների կատարման կամ դրանց պատրանքը, ինչը թույլ է տալիս բարձրացնել ծրագրերի արդյունավետությունը և արձագանքման արագությունը:

Կան մի քանի տեսակի համաժամանակություն:

• Բազմամշակութային (Multiprocessing): Օգտագործում է մի քանի անկախ պրոցեսներ, յուրաքանչյուրը իր հասցեային տարածքով: Սա շրջանցում է GIL (Global Interpreter Lock) սահմանափակումը CPython-ում և հարմար է CPU-կենտրոնացված առաջադրանքների համար:

  import multiprocessing
  import time
  
  def worker(num):
      """Որոշ աշխատանք"""
      time.sleep(1)
      print(f'Աշխատող {num} ավարտեց')
  
  if __name__ == '__main__':
      պրոցեսներ = []
      for i in range(5):
          p = multiprocessing.Process(target=worker, args=(i,))
          պրոցեսներ.append(p)
          p.start()
  
      for p in պրոցեսներ:
          p.join()
      print("Բոլոր աշխատողները ավարտվեցին")
  

• Բազմաշերտ (Multithreading): Օգտագործում է մի պրոցեսի մեջ մի քանի թելեր, որոնք բաժանում են ընդհանուր հասցեային տարածք:

  import threading
  import time
  
  def worker(num):
      """Որոշ աշխատանք"""
      time.sleep(1) # I/O գործողության իմիտացիա
      print(f'Թել {num} ավարտեց')
  
  թելեր = []
  for i in range(5):
      t = threading.Thread(target=worker, args=(i,))
      թելեր.append(t)
      t.start()
  
  for t in թելեր:
      t.join()
  print("Բոլոր թելերը ավարտվեցին")
  

• Ասինխրոն ծրագրավորում (Asyncio): Օգտագործում է մեկ թել և իրադարձությունների ցիկլ (event loop)՝ առաջադրանքների կառավարում:

  import asyncio
  import time
  
  async def worker(num):
      """Որոշ ասինխրոն աշխատանք"""
      await asyncio.sleep(1) # Ասինխրոն սպասում I/O-ին
      print(f'Async worker {num} ավարտեց')
  
  async def main():
      առաջադրանքներ = []
      for i in range(5):
          առաջադրանք = asyncio.create_task(worker(i))
          առաջադրանքներ.append(առաջադրանք)
      await asyncio.gather(*առաջադրանքներ)
      print("Բոլոր ասինխրոն աշխատանքները ավարտվեցին")
  
  if __name__ == '__main__':
      asyncio.run(main())
  

Ընտրությունը կախված է առաջադրանքի բնույթից:

Մոտեցում	CPU-կենտրոնացված առաջադրանքներ	I/O-կենտրոնացված առաջադրանքներ	GIL	Հիշողության օգտագործում
Բազմամշակութային	Հիանալի	Լավ	Աշխատում է շրջանցել	Մեծ (անձնական պրոցես)
Բազմաշերտ (Multithreading)	Ցածր (GIL-ի պատճառով)	Հիանալի	Բլոկավորում է	Փոքր (համատեղ պրոցես)
Ասինխրոն	Ցածր	Հիանալի	Չբլոկավորում	Փոքր (մեկ թել)

Համաժամանակությունը պահանջում է զգուշավոր կառավարում՝ սինխրոնիզացիայի և ռեսուրսների, որպեսզի կանխվի մրցակցության պայմանները (race conditions) և մահովի կետերը (deadlocks):