Alur Cara Kerja Thread pada Java

Konsep Thread

Sebuah proses adalah suatu program yang sedang dieksekusi. Proses lebih dari sebuah kode program tetapi juga mencakup program counter, stack, dan sebuah data section. seiring berjalannya waktu dan tuntutan teknologi ternyata ditemukan kelemahan yang sebenarnya bisa diminimalisir pada proses. Untuk itulah diciptakan thread yang merupakan cara dari komputer untuk menjalankan dua atau lebih task dalam waktu bersamaan, sedangkan multithreading adalah cara komputer untuk membagi-bagi pekerjaan yang dikerjakan sebagian-sebagian dengan cepat sehingga menimbulkan efek seperti menjalakan beberapa task secara bersamaan walaupun otaknya hanya satu. 

Multiprocessing merupakan penggunaan dua atau lebih CPU dalam sebuah sistem komputer. Multitasking merupakan metode untuk menjalankan lebih dari satu proses dimana terjadi pembagian sumberdaya seperti CPU. Sedangkan multithreading adalah cara pengeksekusian yang mengizinkan beberapa thread terjadi dalam sebuah proses, saling berbagi sumber daya tetapi dapat dijalankan secara independen. 

Keuntungan dari sistem yang menerapkan multithreading dapat kita kategorikan
menjadi 4 bagian:

1. Responsif. Aplikasi interaktif menjadi tetap responsif meskipun sebagian dariprogram sedang diblok atau melakukan operasi lain yang panjang. Umpamanya,sebuah thread dari web browser dapat melayani permintaan pengguna sementarathread yang lain berusaha menampilkan gambar.
2. Berbagi sumber daya. Beberapa thread yang melakukan proses yang sama akanberbagi sumber daya. Keuntungannya adalah mengizinkan sebuah aplikasi untukmempunyai beberapa thread yang berbeda dalam lokasi memori yang sama.
3. Ekonomis. Pembuatan sebuah proses memerlukan pengalokasian memori dan sumber daya. Alternatifnya adalah dengan menggunakan thread, karena thread membagi memori dan sumber daya yang dimilikinya sehingga lebih ekonomis untukmembuat thread dan context switching thread. Akan susah mengukur perbedaanwaktu antara thread dan switch, tetapi secara umum pembuatan dan pengaturanproses akan memakan waktu lebih lama dibandingkan dengan thread. Pada Solaris,pembuatan proses memakan waktu 30 kali lebih lama dibandingkan pembuatanthread sedangkan proses context switch 5 kali lebih lama dibandingkan context switching thread.
4. Utilisasi arsitektur multiprosesor. Keuntungan dari multithreading dapat sangat meningkat pada arsitektur multiprosesor, dimana setiap thread dapat berjalan secara paralel di atas procesor yang berbeda. Pada arsitektur processor tunggal, CPU menjalankan setiap thread secara bergantian tetapi hal ini berlangsung sangat cepat sehingga menciptakan ilusi paralel, tetapi pada kenyataanya hanya satu thread yang dijalankan CPU pada satu-satuan waktu.

Thread Java

Suatu proses dikontrol oleh paling sedikit satu thread. Namun, sebagian besar proses yang ada sekarang biasanya dijalankan oleh beberapa buah thread. Multithreading adalah sebuah mekanisme di mana dalam suatu proses, ada beberapa thread yang mengerjakan tugasnya masing-masing pada waktu yang bersamaan. Contohnya, sebuah web browser harus menampilkan sebuah halaman yang memuat banyak gambar. Pada program yang single-threaded, hanya ada satu thread untuk mengatur suatu gambar, lalu jika gambar itu telah ditampilkan, barulah gambar lain bisa diproses. Dengan multithreading, proses bisa dilakukan lebih cepat jika ada thread yang menampilkan gambar pertama, lalu thread lain untuk menampilkan gambar kedua, dan seterusnya, di mana thread-thread tersebut berjalan secara paralel.

Saat sebuah program Java dieksekusi, yaitu saat main() dijalankan, ada sebuah thread utama yang bekerja. Java adalah bahasa pemrograman yang mendukung adanya pembentukan thread tambahan selain thread utama tersebut. Thread dalam Java diatur oleh Java Virtual Machine(JVM) sehingga sulit untuk menentukan apakah thread Java berada di user-level atau kernel-level.

Suatu thread bisa berada pada salah satu dari status berikut:

1. New. Thread yang berada di status ini adalah objek dari kelas Thread yang barudibuat, yaitu saat instansiasi objek dengan statement new. Saat thread berada di statusnew, belum ada sumber daya yang dialokasikan, sehingga thread belum bisamenjalankan perintah apapun.
2. Runnable. Agar thread bisa menjalankan tugasnya, method start() dari kelas Threadharus dipanggil. Ada dua hal yang terjadi saat pemanggilan method start(), yaitu alokasi memori untuk thread yang dibuat dan pemanggilan method run(). Saat method run() dipanggil, status thread berubah menjadi runnable, artinya thread tersebut sudah memenuhi syarat untuk dijalankan oleh JVM. Thread yang sedang berjalan juga berada di status runnable. 
3. Blocked. Sebuah thread dikatakan berstatus blocked atau terhalang jika terjadi blocking statement, misalnya pemanggilan method sleep(). sleep() adalah suatu method yang menerima argumen bertipe integer dalam bentuk milisekon. Argumen tersebut menunjukkan seberapa lama thread akan "tidur". Selain sleep(), dulunya dikenal method suspend(), tetapi sudah disarankan untuk tidak digunakan lagi karena mengakibatkan terjadinya deadlock. Di samping blocking statement, adanya interupsi M/K juga dapat menyebabkan thread menjadi blocked. Thread akan menjadi runnable kembali jika interval method sleep()-nya sudah berakhir, atau pemanggilan method resume() jika untuk menghalangi thread tadi digunakan method suspend() atau M/K sudah tersedia lagi.
4. Dead. Sebuah thread berada di status dead bila telah keluar dari method run(). Hal ini bisa terjadi karena thread tersebut memang telah menyelesaikan pekerjaannya dimethod run(), maupun karena adanya pembatalan thread. Status jelas dari sebuah thread tidak dapat diketahui, tetapi method isAlive() mengembalikan nilai booleanuntuk mengetahui apakah thread tersebut dead atau tidak.