OSにおけるマルチタスクとマルチスレッドの違い

2019

この記事では、マルチタスクとマルチスレッドの違いについて説明します。人々は一般にこれらの用語の間で混乱します。一方では、 マルチタスクはマルチプログラミングへの論理的拡張であり、他方では、 マルチスレッドはスレッドベースのマルチタスクです。マルチタスクとマルチスレッドの基本的な違いは、 マルチタスクではCPUが複数のタスク（プログラム、プロセス、タスク、スレッド）を同時に実行できるのに対して、 マルチスレッドでは同じプロセスの複数のスレッドが同時に実行できることです。マルチタスクとマルチスレッドの違いを、下の比較表を使って説明しましょう。

比較表

比較基準	マルチタスク	マルチスレッド
基本	マルチタスクはCPUに同時に複数のタスクを実行させます。	マルチスレッド化により、CPUはプロセスの複数のスレッドを同時に実行できます。
切り替え	マルチタスクCPUでは、プログラム間で頻繁に切り替わります。	マルチスレッドCPUでは、スレッド間で頻繁に切り替わります。
メモリとリソース	マルチタスクシステムでは、CPUが実行している各プログラムに別々のメモリとリソースを割り当てる必要があります。	マルチスレッドシステムでは、プロセスにメモリを割り当てる必要があるため、そのプロセスの複数のスレッドが同じメモリとプロセスに割り当てられたリソースを共有します。

マルチタスクの定義

マルチタスクとは、単一のCPUが複数のタスク（プログラム、プロセス、タスク、スレッド）を同時に実行するときです。マルチタスクを実行するために、CPUがこれらのタスクを非常に頻繁に切り替えて、ユーザーが各プログラムと同時に対話できるようにします。

マルチタスクオペレーティングシステムでは、複数のユーザーがシステムを同時に共有できます。 CPUがタスク間で急速に切り替わるのを見たので、あるユーザーから次のユーザーに切り替えるのに少し時間が必要です。これは、コンピュータシステム全体が彼に捧げられているという印象をユーザに与える。

複数のユーザーがマルチタスクオペレーティングシステムを共有している場合、CPU スケジューリングとマルチプログラミングによって、各ユーザーは少なくとも一部のマルチタスクOSを持ち、各ユーザーに実行のために少なくとも1つのプログラムをメモリに持たせることができます。

マルチスレッドの定義

マルチスレッドはマルチタスクとは異なり、マルチタスクでは複数のタスクを同時に実行できますが、マルチスレッドでは1つのタスク （プログラム、プロセス）の複数のスレッドを同時にCPUで処理できます。

マルチスレッドを学ぶ前に、スレッドとは何かについて話しましょう。 スレッドは、 独自のプログラムカウンタ、レジスタのセット、スタックを持つ基本的な実行単位ですが、それが属するプロセスのコード、データ、およびファイルを共有します。プロセスは同時に複数のスレッドを持つことができ、 CPUはこれらのスレッド間で頻繁に切り替わるため、すべてのスレッドが同時に実行されていることがユーザーに印象を与えます。これはマルチスレッドと呼ばれます。

アプリケーションの一方のスレッドが応答していない場合、もう一方がその意味で応答するので、マルチスレッドを使用するとシステムの応答性が向上し、ユーザーはアイドル状態になる必要がなくなります。マルチスレッドを使用すると、同じプロセスに属するスレッドがプロセスのコードとデータを共有できるため、 リソースを共有できます。また、プロセスは同じアドレス空間で同時にアクティブな複数のスレッドを持つことができます。

システムが各プロセスに異なるメモリとリソースを割り当てる必要があるため、異なるプロセスを作成するのはコストがかかりますが、同じプロセスのスレッドに別々のメモリとリソースを割り当てる必要がないため、スレッドの作成は簡単です。

OSにおけるマルチタスクとマルチスレッドの主な違い

マルチタスクとマルチスレッドの基本的な違いは、 マルチタスクではシステムが複数のプログラムとタスクを同時に実行できるのに対して、 マルチスレッドではシステムが同じまたは異なるプロセスの複数のスレッドを同時に実行することです。
マルチタスクでは、複数のプログラムが同時に実行されているように見えるように、 CPUは複数のプログラムを切り替える必要があります。一方、マルチスレッドでは、すべてのスレッドが同時に実行されているように見せるために、 CPUは複数のスレッドを切り替える必要があります。
マルチタスクは各プロセス/プログラムに別々のメモリとリソースを割り当てますが 、マルチスレッドでは同じプロセスに属するスレッドはプロセスと同じメモリとリソースを共有します。