தமிழ்

திரெட் பூல் மேலாண்மையில் வேலை திருடுதல் எனும் கருத்தை ஆராய்ந்து, அதன் நன்மைகளைப் புரிந்துகொண்டு, உலகளாவிய சூழலில் மேம்பட்ட செயல்திறனுக்காக அதை எவ்வாறு செயல்படுத்துவது என அறியுங்கள்.

திரெட் பூல் மேலாண்மை: உகந்த செயல்திறனுக்கான வேலை திருடுதலில் தேர்ச்சி பெறுதல்

மென்பொருள் மேம்பாட்டின் எப்போதும் மாறிவரும் உலகில், பயன்பாட்டின் செயல்திறனை மேம்படுத்துவது மிக முக்கியமானது. பயன்பாடுகள் மிகவும் சிக்கலானதாகவும், பயனர் எதிர்பார்ப்புகள் அதிகரித்தும் வருவதால், திறமையான வளப் பயன்பாட்டிற்கான தேவை, குறிப்பாக மல்டி-கோர் செயலி சூழல்களில், முன்னெப்போதையும் விட அதிகமாக உள்ளது. இந்த இலக்கை அடைய திரெட் பூல் மேலாண்மை ஒரு முக்கியமான நுட்பமாகும், மேலும் திறமையான திரெட் பூல் வடிவமைப்பின் மையத்தில் வேலை திருடுதல் (work stealing) எனப்படும் ஒரு கருத்து உள்ளது. இந்த விரிவான வழிகாட்டி வேலை திருடுதலின் நுணுக்கங்கள், அதன் நன்மைகள் மற்றும் அதன் நடைமுறைச் செயலாக்கத்தை ஆராய்ந்து, உலகெங்கிலும் உள்ள டெவலப்பர்களுக்கு மதிப்புமிக்க நுண்ணறிவுகளை வழங்குகிறது.

திரெட் பூல்களைப் புரிந்துகொள்ளுதல்

வேலை திருடுதலைப் பற்றி ஆராய்வதற்கு முன், திரெட் பூல்களின் அடிப்படைக் கருத்தைப் புரிந்துகொள்வது அவசியம். ஒரு திரெட் பூல் என்பது பணிகளைச் செயல்படுத்தத் தயாராக இருக்கும், முன்கூட்டியே உருவாக்கப்பட்ட, மீண்டும் பயன்படுத்தக்கூடிய திரெட்களின் தொகுப்பாகும். ஒவ்வொரு பணிக்கும் திரெட்களை உருவாக்கி அழிப்பதற்குப் பதிலாக (இது ஒரு செலவுமிக்க செயல்பாடு), பணிகள் பூலுக்குச் சமர்ப்பிக்கப்பட்டு, கிடைக்கக்கூடிய திரெட்களுக்கு ஒதுக்கப்படுகின்றன. இந்த அணுகுமுறை திரெட் உருவாக்கம் மற்றும் அழித்தலுடன் தொடர்புடைய கூடுதல் செலவைக் கணிசமாகக் குறைத்து, மேம்பட்ட செயல்திறன் மற்றும் பதிலளிப்புக்கு வழிவகுக்கிறது. இதை உலகளாவிய சூழலில் கிடைக்கும் ஒரு பகிரப்பட்ட வளமாக நினைத்துப் பாருங்கள்.

திரெட் பூல்களைப் பயன்படுத்துவதன் முக்கிய நன்மைகள் பின்வருமாறு:

வேலை திருடுதலின் அடிப்படை

வேலை திருடுதல் என்பது திரெட் பூல்களில் கிடைக்கும் திரெட்களுக்கு இடையே பணிச்சுமையை மாறும் வகையில் சமநிலைப்படுத்தப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு சக்திவாய்ந்த நுட்பமாகும். அடிப்படையில், செயலற்ற திரெட்கள், பிஸியான திரெட்கள் அல்லது மற்ற வேலை வரிசைகளிலிருந்து பணிகளைத் தீவிரமாக 'திருடுகின்றன'. இந்த முன்கூட்டிய அணுகுமுறை, எந்தவொரு திரெட்டும் நீண்ட நேரம் செயலற்ற நிலையில் இருக்காது என்பதை உறுதிசெய்கிறது, இதன் மூலம் கிடைக்கக்கூடிய அனைத்து செயலி கோர்களின் பயன்பாட்டையும் அதிகரிக்கிறது. இது ஒரு உலகளாவிய பகிரப்பட்ட அமைப்பில் பணிபுரியும்போது மிகவும் முக்கியமானது, அங்கு முனையங்களின் செயல்திறன் பண்புகள் மாறுபடலாம்.

வேலை திருடுதல் பொதுவாக எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதன் ஒரு முறிவு இங்கே:

வேலை திருடுதலின் நன்மைகள்

திரெட் பூல் மேலாண்மையில் வேலை திருடுதலைப் பயன்படுத்துவதன் நன்மைகள் பல மற்றும் குறிப்பிடத்தக்கவை. இந்த நன்மைகள் உலகளாவிய மென்பொருள் மேம்பாடு மற்றும் பகிரப்பட்ட கணினிச் சூழல்களைப் பிரதிபலிக்கும் சூழ்நிலைகளில் பெரிதாக்கப்படுகின்றன:

செயல்படுத்துதல் உதாரணங்கள்

சில பிரபலமான நிரலாக்க மொழிகளில் உதாரணங்களைப் பார்ப்போம். இவை கிடைக்கக்கூடிய கருவிகளின் ஒரு சிறிய துணைக்குழுவை மட்டுமே பிரதிநிதித்துவப்படுத்துகின்றன, ஆனால் இவை பயன்படுத்தப்படும் பொதுவான நுட்பங்களைக் காட்டுகின்றன. உலகளாவிய திட்டங்களைக் கையாளும் போது, டெவலப்பர்கள் உருவாக்கப்படும் கூறுகளைப் பொறுத்து பல வேறுபட்ட மொழிகளைப் பயன்படுத்த வேண்டியிருக்கும்.

ஜாவா

ஜாவாவின் java.util.concurrent தொகுப்பு, வேலை திருடுதலைப் பயன்படுத்தும் ஒரு சக்திவாய்ந்த கட்டமைப்பான ForkJoinPool-ஐ வழங்குகிறது. இது பிரித்து-வெற்றி (divide-and-conquer) வழிமுறைகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானது. `ForkJoinPool` என்பது உலகளாவிய மென்பொருள் திட்டங்களுக்கு ஒரு சரியான பொருத்தம், அங்கு இணைப் பணிகளை உலகளாவிய வளங்களிடையே பிரிக்க முடியும்.

உதாரணம்:


import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.RecursiveTask;

public class WorkStealingExample {

    static class SumTask extends RecursiveTask<Long> {
        private final long[] array;
        private final int start;
        private final int end;
        private final int threshold = 1000; // Define a threshold for parallelization

        public SumTask(long[] array, int start, int end) {
            this.array = array;
            this.start = start;
            this.end = end;
        }

        @Override
        protected Long compute() {
            if (end - start <= threshold) {
                // Base case: calculate the sum directly
                long sum = 0;
                for (int i = start; i < end; i++) {
                    sum += array[i];
                }
                return sum;
            } else {
                // Recursive case: divide the work
                int mid = start + (end - start) / 2;
                SumTask leftTask = new SumTask(array, start, mid);
                SumTask rightTask = new SumTask(array, mid, end);

                leftTask.fork(); // Asynchronously execute the left task
                rightTask.fork(); // Asynchronously execute the right task

                return leftTask.join() + rightTask.join(); // Get the results and combine them
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        long[] data = new long[2000000];
        for (int i = 0; i < data.length; i++) {
            data[i] = i + 1;
        }

        ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
        SumTask task = new SumTask(data, 0, data.length);
        long sum = pool.invoke(task);

        System.out.println("Sum: " + sum);
        pool.shutdown();
    }
}

இந்த ஜாவா குறியீடு எண்களின் வரிசையைக் கூட்டுவதற்கு ஒரு பிரித்து-வெற்றி அணுகுமுறையை நிரூபிக்கிறது. `ForkJoinPool` மற்றும் `RecursiveTask` வகுப்புகள் உள்நாட்டில் வேலை திருடுதலைச் செயல்படுத்துகின்றன, கிடைக்கக்கூடிய திரெட்களில் வேலையைத் திறமையாகப் பகிர்கின்றன. இது உலகளாவிய சூழலில் இணைப் பணிகளைச் செயல்படுத்தும்போது செயல்திறனை எவ்வாறு மேம்படுத்துவது என்பதற்கு ஒரு சிறந்த எடுத்துக்காட்டு.

சி++

சி++, வேலை திருடுதலைச் செயல்படுத்த இன்டெலின் த்ரெடிங் பில்டிங் பிளாக்ஸ் (TBB) போன்ற சக்திவாய்ந்த லைப்ரரிகளையும், திரெட்கள் மற்றும் ஃபியூச்சர்களுக்கான ஸ்டாண்டர்டு லைப்ரரி ஆதரவையும் வழங்குகிறது.

TBB ஐப் பயன்படுத்தும் உதாரணம் (TBB லைப்ரரியை நிறுவ வேண்டும்):


#include <iostream>
#include <tbb/parallel_reduce.h>
#include <vector>

using namespace std;
using namespace tbb;

int main() {
    vector<int> data(1000000);
    for (size_t i = 0; i < data.size(); ++i) {
        data[i] = i + 1;
    }

    int sum = parallel_reduce(data.begin(), data.end(), 0, [](int sum, int value) {
        return sum + value;
    },
    [](int left, int right) {
        return left + right;
    });

    cout << "Sum: " << sum << endl;

    return 0;
}

இந்த சி++ எடுத்துக்காட்டில், TBB ஆல் வழங்கப்படும் `parallel_reduce` செயல்பாடு தானாகவே வேலை திருடுதலைக் கையாளுகிறது. இது கூட்டுத்தொகை செயல்முறையை கிடைக்கக்கூடிய திரெட்களில் திறமையாகப் பிரிக்கிறது, இணைச் செயலாக்கம் மற்றும் வேலை திருடுதலின் நன்மைகளைப் பயன்படுத்துகிறது.

பைத்தான்

பைத்தானின் உள்ளமைக்கப்பட்ட `concurrent.futures` மாட்யூல் திரெட் பூல்கள் மற்றும் பிராசஸ் பூல்களை நிர்வகிப்பதற்கான ஒரு உயர் மட்ட இடைமுகத்தை வழங்குகிறது, இருப்பினும் இது ஜாவாவின் `ForkJoinPool` அல்லது சி++ இல் உள்ள TBB போல நேரடியாக வேலை திருடுதலைச் செயல்படுத்தாது. இருப்பினும், `ray` மற்றும் `dask` போன்ற லைப்ரரிகள் குறிப்பிட்ட பணிகளுக்கான பகிரப்பட்ட கணினி மற்றும் வேலை திருடுதலுக்கு மேலும் நுட்பமான ஆதரவை வழங்குகின்றன.

கோட்பாட்டை விளக்கும் உதாரணம் (நேரடி வேலை திருடுதல் இல்லாமல், ஆனால் `ThreadPoolExecutor` ஐப் பயன்படுத்தி இணைப் பணிச் செயலாக்கத்தை விளக்குகிறது):


import concurrent.futures
import time

def worker(n):
    time.sleep(1)  # Simulate work
    return n * n

if __name__ == '__main__':
    with concurrent.futures.ThreadPoolExecutor(max_workers=4) as executor:
        numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
        results = executor.map(worker, numbers)
        for number, result in zip(numbers, results):
            print(f'Number: {number}, Square: {result}')

இந்த பைத்தான் எடுத்துக்காட்டு, பணிகளை ஒரே நேரத்தில் செயல்படுத்த ஒரு திரெட் பூலை எவ்வாறு பயன்படுத்துவது என்பதைக் காட்டுகிறது. இது ஜாவா அல்லது TBB போல வேலை திருடுதலைச் செயல்படுத்தவில்லை என்றாலும், பல திரெட்களைப் பயன்படுத்தி பணிகளை இணையாகச் செயல்படுத்துவது எப்படி என்பதைக் காட்டுகிறது, இது வேலை திருடுதல் மேம்படுத்த முயற்சிக்கும் அடிப்படைக் கொள்கையாகும். பைத்தான் மற்றும் பிற மொழிகளில் உலகளவில் பகிரப்பட்ட வளங்களுக்கான பயன்பாடுகளை உருவாக்கும்போது இந்த கருத்து முக்கியமானது.

வேலை திருடுதலை செயல்படுத்துதல்: முக்கியக் கருத்தாய்வுகள்

வேலை திருடுதல் என்ற கருத்து ஒப்பீட்டளவில் நேரடியானது என்றாலும், அதைத் திறம்படச் செயல்படுத்த பல காரணிகளைக் கவனமாகக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்:

உலகளாவிய சூழலில் வேலை திருடுதல்

உலகளாவிய மென்பொருள் மேம்பாடு மற்றும் பகிரப்பட்ட அமைப்புகளின் சவால்களைக் கருத்தில் கொள்ளும்போது வேலை திருடுதலின் நன்மைகள் குறிப்பாகக் கவர்ந்திழுக்கின்றன:

வேலை திருடுதலால் பயனடையும் உலகளாவிய பயன்பாடுகளின் எடுத்துக்காட்டுகள்:

திறம்பட்ட வேலை திருடுதலுக்கான சிறந்த நடைமுறைகள்

வேலை திருடுதலின் முழுத் திறனையும் பயன்படுத்த, பின்வரும் சிறந்த நடைமுறைகளைப் பின்பற்றவும்:

முடிவுரை

வேலை திருடுதல் என்பது திரெட் பூல் மேலாண்மையை மேம்படுத்துவதற்கும், பயன்பாட்டு செயல்திறனை அதிகரிப்பதற்கும், குறிப்பாக உலகளாவிய சூழலில், ஒரு அத்தியாவசிய நுட்பமாகும். கிடைக்கக்கூடிய திரெட்களில் பணிச்சுமையை புத்திசாலித்தனமாகச் சமநிலைப்படுத்துவதன் மூலம், வேலை திருடுதல் செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது, தாமதத்தைக் குறைக்கிறது, மற்றும் அளவிடுதலை எளிதாக்குகிறது. மென்பொருள் மேம்பாடு ஒருங்கினைப்பு மற்றும் இணைச்செயலாக்கத்தை தொடர்ந்து ஏற்றுக்கொள்வதால், பதிலளிக்கக்கூடிய, திறமையான, மற்றும் வலுவான பயன்பாடுகளை உருவாக்குவதற்கு வேலை திருடுதலைப் புரிந்துகொள்வதும் செயல்படுத்துவதும் பெருகிய முறையில் முக்கியத்துவம் பெறுகிறது. இந்த வழிகாட்டியில் கோடிட்டுக் காட்டப்பட்டுள்ள சிறந்த நடைமுறைகளைச் செயல்படுத்துவதன் மூலம், டெவலப்பர்கள் உலகளாவிய பயனர் தளத்தின் கோரிக்கைகளைக் கையாளக்கூடிய உயர் செயல்திறன் மற்றும் அளவிடக்கூடிய மென்பொருள் தீர்வுகளை உருவாக்க வேலை திருடுதலின் முழு சக்தியையும் பயன்படுத்த முடியும். நாம் பெருகிய முறையில் இணைக்கப்பட்ட உலகில் முன்னேறும்போது, உலகெங்கிலும் உள்ள பயனர்களுக்கு உண்மையான செயல்திறன் மிக்க மென்பொருளை உருவாக்க விரும்புவோருக்கு இந்த நுட்பங்களில் தேர்ச்சி பெறுவது மிக முக்கியம்.