基礎(chǔ)概念
進(jìn)程：進(jìn)程是程序運(yùn)行資源（包括CPU，內(nèi)存、IO等）分配的最小單位，有自己的獨(dú)立地址空間，是一個(gè)具有一定獨(dú)立功能的程序在操作系統(tǒng)中的一次執(zhí)行過(guò)程。同一進(jìn)程中的多個(gè)線程共享該進(jìn)程中的全部系統(tǒng)資源，而進(jìn)程和進(jìn)程之間是相互獨(dú)立的。
線程：線程是程序執(zhí)行的最小單位，是CPU調(diào)度和分派的基本單位，線程本身基本上不擁有系統(tǒng)資源，只擁有一點(diǎn)在運(yùn)行中必不可少的資源(如程序計(jì)數(shù)器，寄存器和棧)，線程必須依賴(lài)于進(jìn)程而存在。
CPU時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度：百度百科解釋?zhuān)瑫r(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度是一種最古老，最簡(jiǎn)單，最公平且使用最廣的算法。每個(gè)進(jìn)程被分配一個(gè)時(shí)間段，稱(chēng)作它的時(shí)間片，即該進(jìn)程允許運(yùn)行的時(shí)間。如果在時(shí)間片結(jié)束時(shí)進(jìn)程還在運(yùn)行，則CPU將被剝奪并分配給另一個(gè)進(jìn)程。如果進(jìn)程在時(shí)間片結(jié)束前阻塞或結(jié)束，則CPU當(dāng)即進(jìn)行切換。調(diào)度程序所要做的就是維護(hù)一張就緒進(jìn)程列表，當(dāng)進(jìn)程用完它的時(shí)間片后，它被移到隊(duì)列的末尾。
時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度中唯一有趣的一點(diǎn)是時(shí)間片的長(zhǎng)度。從一個(gè)進(jìn)程切換到另一個(gè)進(jìn)程是需要一定時(shí)間的--保存和裝入寄存器值及內(nèi)存映像，更新各種表格和隊(duì)列等。假如進(jìn)程切換(process switch)-有時(shí)稱(chēng)為上下文切換(context switch)，需要5毫秒，再假設(shè)時(shí)間片設(shè)為20毫秒，則在做完20毫秒有用的工作之后，CPU將花費(fèi)5毫秒來(lái)進(jìn)行進(jìn)程切換。CPU時(shí)間的20%被浪費(fèi)在了管理開(kāi)銷(xiāo)上。
為了提高CPU效率，我們可以將時(shí)間片設(shè)為500毫秒。這時(shí)浪費(fèi)的時(shí)間只有1%。但考慮在一個(gè)分時(shí)系統(tǒng)中，如果有十個(gè)交互用戶(hù)幾乎同時(shí)按下回車(chē)鍵，將發(fā)生什么情況？假設(shè)所有其他進(jìn)程都用足它們的時(shí)間片的話，最后一個(gè)不幸的進(jìn)程不得不等待5秒鐘才獲得運(yùn)行機(jī)會(huì)。多數(shù)用戶(hù)無(wú)法忍受一條簡(jiǎn)短命令要5秒鐘才能做出響應(yīng)。同樣的問(wèn)題在一臺(tái)支持多道程序的個(gè)人計(jì)算機(jī)上也會(huì)發(fā)生。
結(jié)論可以歸結(jié)如下：時(shí)間片設(shè)得太短會(huì)導(dǎo)致過(guò)多的進(jìn)程切換，降低了CPU效率；而設(shè)得太長(zhǎng)又可能引起對(duì)短的交互請(qǐng)求的響應(yīng)變差。將時(shí)間片設(shè)為100毫秒通常是一個(gè)比較合理的折中。
并發(fā)：假如一個(gè)CPU只能分配給一個(gè)進(jìn)程，并發(fā)就是指在同一時(shí)刻只能有一條指令執(zhí)行，但多個(gè)進(jìn)程指令被快速的輪換執(zhí)行，使得在宏觀上具有多個(gè)進(jìn)程同時(shí)執(zhí)行的效果，但在微觀上并不是同時(shí)執(zhí)行的，只是把時(shí)間分成若干段，使多個(gè)進(jìn)程快速交替的執(zhí)行。
并行：并行是指在同一時(shí)刻，有多條指令在多個(gè)處理器上同時(shí)執(zhí)行。所以無(wú)論從微觀還是從宏觀來(lái)看，二者都是一起執(zhí)行的。舉個(gè)例子：銀行柜臺(tái)辦理業(yè)務(wù)，假如只有3個(gè)窗口，那么同一時(shí)刻辦理業(yè)務(wù)時(shí)最多允許的并行人數(shù)就為3，其他人就必須的排隊(duì)等候，假設(shè)每一個(gè)窗口10分鐘能辦理一個(gè)人，那么可以認(rèn)為該銀行每10分鐘能并發(fā)處理3個(gè)人。
并發(fā)編程的優(yōu)勢(shì)：由于多核多線程的CPU的誕生，多線程、高并發(fā)的編程已經(jīng)成為程序員的必備技能。并發(fā)編程的好處，首先，最直接的體現(xiàn)就是縮短了用戶(hù)的響應(yīng)時(shí)間，比如自己系統(tǒng)要同時(shí)調(diào)用A,B,C三個(gè)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)之間沒(méi)有依賴(lài)，用單線程的方式如下：
多線程調(diào)用方式如下：
其次，并發(fā)編程更加充分的利用了CPU的資源，減少了CPU的空閑時(shí)間，發(fā)揮它的運(yùn)算能力，比如一個(gè)4核8線程的CPU，如果只有一個(gè)單線程程序在運(yùn)行，那么意味著有7/8的CPU性能被浪費(fèi)；最后，可以使代碼模塊化，異步化，避免因?yàn)槟硞€(gè)環(huán)節(jié)阻塞導(dǎo)致整個(gè)程序阻塞。
并發(fā)編程注意事項(xiàng)：
(1)線程之間的安全性，在同一個(gè)進(jìn)程里面的多線程是資源共享的，對(duì)共享變量的讀寫(xiě)，一般都需要考慮線程同步，否則可能影響線程安全；
(2)線程之間的死鎖，所謂死鎖是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的線程在執(zhí)行過(guò)程中，因爭(zhēng)奪資源而造成的一種互相等待的現(xiàn)象，若無(wú)外力作用，它們都將無(wú)法推進(jìn)下去。比如有一個(gè)保險(xiǎn)柜和一把鑰匙，甲，乙分別獲得保險(xiǎn)柜和鑰匙，這時(shí)候甲要打開(kāi)保險(xiǎn)柜就要乙的鑰匙，乙要打開(kāi)保險(xiǎn)柜就要甲的保險(xiǎn)柜，2人互相不信任，保險(xiǎn)柜就沒(méi)法打開(kāi)，阻塞住了；
(3)線程數(shù)太多有可能造成系統(tǒng)創(chuàng)建大量線程而導(dǎo)致消耗完系統(tǒng)內(nèi)存以及CPU的“過(guò)渡切換”，造成系統(tǒng)的死機(jī)。
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