并发编程——1.进程与线程

客官°小女子只卖身不卖艺 2023-10-07 22:27 83阅读 0赞

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*  1.进程与线程
 *   *  1.1.概述
     *  1.2.并行与并发

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## 1.进程与线程 ##

### 1.1.概述 ###

**（1）进程**

*  程序由指令和数据组成，但这些指令要运行，数据要读写，就必须将指令加载至 CPU，数据加载至内存。在指令运行过程中还需要用到磁盘、网络等设备。进程就是用来加载指令、管理内存、管理 IO 的。
 *  当一个程序被运行，从磁盘加载这个程序的代码至内存，这时就开启了一个进程。
 *  进程就可以视为程序的一个实例。大部分程序可以同时运行多个实例进程（例如记事本、画图、浏览器等），也有的程序只能启动一个实例进程（例如网易云音乐等）。

**（2）线程**

*  **一个进程之内可以分为一到多个线程**。
 *  一个线程就是一个指令流，将指令流中的一条条指令以一定的顺序交给 CPU 执行。
 *  在Java 中，线程作为**最小调度单位**，进程作为**资源分配的最小单位**。 在 Windows 中进程是不活动的，只是作为线程的容器。

**（3）二者对比**

*  进程基本上相互独立的，而线程存在于进程内，是进程的一个子集。
 *  进程拥有共享的资源，如内存空间等，供其内部的线程共享。
 *  进程间通信较为复杂：
    
     *  同一台计算机的进程通信称为 **IPC (Inter-process communication)**。
     *  不同计算机之间的进程通信，需要通过网络，并遵守共同的协议，例如 HTTP。
 *  线程通信相对简单，因为它们**共享进程内的内存**，一个例子是多个线程可以访问同一个共享变量。
 *  线程更轻量，线程**上下文切换成本**一般上要比进程上下文切换低。

### 1.2.并行与并发 ###

**（1）并发**  
单核 CPU 下，线程实际还是**串行执行**的。操作系统中有一个组件叫做**任务调度器**，将 CPU 的时间片（Windows 下时间片最小约为 15 ms）分给不同的程序使用，只是由于 CPU 在线程间（时间片很短）的切换非常快，人类感觉 同时运行的。总结为一句话就是：`微观串行，宏观并行`。一般会将这种线程轮流使用 CPU 的做法称为**并发 (concurrent)**。

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**（2）并行**  
多核 CPU 下，每个核 (core) 都可以调度运行线程，这时候线程可以是**并行 (parallel)** 的。

![在这里插入图片描述][df0a86808ab74abc9a95b40949718e47.png]

（3）这里引用 Rob Pike（golang 语言的创造者）的一段描述：  
① 并发（concurrent）是同一时间应对 (dealing with) 多件事情的能力.  
② 并行（parallel）是同一时间动手做 (doing) 多件事情的能力。

例子：  
① 家庭主妇做饭、打扫卫生、给孩子喂奶，她一个人轮流交替做这多件事，这时就是并发；  
② 家庭主妇雇了个保姆，她们一起这些事，这时既有并发，也有并行（这时会产生竞争，例如锅只有一口，一个人用锅时，另一个人就得等待）；  
③ 家庭主妇雇了3个保姆，一个专做饭、一个专打扫卫生、一个专喂奶，互不干扰，这时是并行；

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