Class 38 - Thread

🧵 Thread কী?

Thread হল কোন process এর একটি execution unit.
একটি process creation এর সাথে সাথে by default একটি thread create হয় যাকে main thread ও বলা হয়।
Thread মূলত RAM এ load করা instruction/program code গুলো execute করে থাকে।

🧠 Thread কোথায় থাকে?

                User software/program এ double click করে
                                  ⬇️
            RAM এ লোড হওয়া program এর binary executable code load হয়
                                  ⬇️
                      OS একটি process create করে
                                  ⬇️
                      default thread create হয়

Thread কে process এর একটি অংশ বলা যায়।
Process creation এর শুরুতে thread এবং process একই থাকে।
Process is container, thread is executor

🔍 Thread কে Virtual Process কেন বলা হয়?

New Process create ➡️ Default Thread Create হয়
Thread এর Code Segment, Data Segment, Stack, Heap ইত্যাদি থাকে ➡️ Process এর অনুরূপ
Process এর মতোই behave করে থাকে।
Logical Process বলা হয়।

🧶🔄 Multi-threading

একটি process এর মধ্যে অনেকগুলো কাজ বা functionality execute করার জন্য, OS ওই process এর ভেতরে একাধিক execution unit তৈরি করে, যেগুলো একসাথে কাজ করে, তখন তাকে Multi-threading বলে।

✨ একই Process এর অন্তর্ভুক্ত Multiple Threads এর কিছু Characteristics

প্রতিটি Thread এর নিজস্ব CPU state (যেমন: Register, Program Counter) এবং Stack থাকে।
সব Thread একই Process এর code section, data section এবং OS resources (e.g. open files and signals) share করে।
প্রতিটি Thread এর নিজস্ব TCB (Thread Control Block) থাকে।
Thread গুলো lightweight হওয়ায় context switching দ্রুত হয়।
একে অপরের সাথে সহজে Data শেয়ার করতে পারে → Fast Communication সম্ভব।
এক Thread এ bug থাকলে পুরো process crash করতে পারে।
Data sharing এর জন্য synchronization দরকার (mutex/semaphore)।

🧵 Visualization: Multi-threading Inside a Process

                  +-----------------------------+
                  |         Process             |
                  |  (e.g., Media Player App)   |
                  |                             |
                  |  +-----------------------+  |
                  |  |       Thread 1        |  |  --> Play Audio
                  |  +-----------------------+  |
                  |                             |
                  |  +-----------------------+  |
                  |  |       Thread 2        |  |  --> Display Video
                  |  +-----------------------+  |
                  |                             |
                  |  +-----------------------+  |
                  |  |       Thread 3        |  |  --> Handle User Input
                  |  +-----------------------+  |
                  |                             |
                  +-----------------------------+

🔍 Explanation

Process হচ্ছে একটি চলমান প্রোগ্রাম (যেমন: VLC Player)। সেই প্রোগ্রামের ভেতরে একাধিক Thread কাজ করছে। যেমন:

🎵 Thread 1: অডিও প্লে করছে
📺 Thread 2: ভিডিও দেখাচ্ছে
🎮 Thread 3: ইউজারের কীবোর্ড/মাউস ইনপুট নিচ্ছে

সব thread মিলে একটি process এর কাজকে দ্রুত ও কার্যকর করে।

🔄 Context Switching in Thread

Thread ➡️ একটি নির্দিষ্ট কাজ/functionality এর জন্য দায়ী
Process দ্রুত execute করার লক্ষ্যে ➡️ OS, multiple thread create করে
Program Counter একটি নির্দিষ্ট সময়ে শুধু একটি thread এর instruction address ধরে রাখতে পারে ➡️ CPU একসাথে সব থ্রেড চালাতে পারে না
CPU কিছু সময় একটি thread execute করে ➡️ একটি thread এর সময় শেষ বা thread blocked (যেমন: I/O wait)
OS সেই thread এর current state (registers, stack pointer, program counter) সংরক্ষণ করে ➡️ TCB (Thread Control Block)
এরপর OS অন্য thread এর state load করে
এই পুরো প্রক্রিয়াটিকেই বলা হয় ➡️ Thread Context Switching

Thread pool হলো আগেই তৈরি করা কিছু Thread, যেগুলো Process এ বসে থাকে আর কাজ এলে তা করে ফেলে। প্রতিবার নতুন Thread না বানিয়ে আগের তৈরি Thread ব্যবহার করায় সময় ও রিসোর্স বাঁচে; বিশেষভাবে ছোট ও অনেক কাজ থাকলে এটা খুবই উপকারী।

⚙️ Process Vs Thread 🧵

Feature	Process	Thread
🔒 Resource Isolation	প্রতিটি Process এর নিজস্ব memory ও resources থাকে	একই Process এর মধ্যে সব Thread একই memory ও resources শেয়ার করে
🔄 Communication	জটিল; Inter-Process Communication (IPC) mechanisms প্রয়োজন হয়	সহজ; shared memory ব্যবহার করে Thread গুলো একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে
⚡ Overhead	Process তৈরি ও পরিচালনার জন্য বেশি overhead লাগে	Thread তৈরি ও পরিচালনা তুলনামূলকভাবে কম overhead
⏱️ Concurrency	Concurrency সম্ভব, তবে cost বেশি	একই Process এর মধ্যে concurrency অর্জনে বেশি কার্যকর
🛡️ Isolation	এক Process অন্য Process এর memory তে সরাসরি প্রবেশ করতে পারে না	Threads একে অপরের উপর প্রভাব ফেলতে পারে, কারণ তারা memory শেয়ার করে
📌 Example	প্রতিটি browser tab আলাদা Process হিসেবে চলে	rendering, networking, JavaScript execution ইত্যাদি আলাদা Thread এ হয়

[Author: @nazma98 Date: 2025-06-02 Category: interview-qa/class-wise ]

BGCE ARCHIVE