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1.并发简介

 
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1、单道程序,即在内存中只有一个程序运行,在这个程序结束之前其他程序无法使用内存。
2、多道程序:多道程序设计技术是在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序,使它们在管理程序(我们后来常说的内核)控制下,相互穿插运行,两个或两个以上程序在计算机系统中同处于开始到结束之间的状态, 这些程序共享计算机系统资源。多道程序的发展,在一定程度上促进了操作系统和多cpu的发展。

3、为什么后来会引入进程?
由于程序在并发执行时,可能会造成执行结果的不可再现,所以用“程序”这个概念已无法描述程序的并发执行,所以必须引入新的概念—进程来描述程序的并发执行,并要对进程进行必要的管理,以保证进程在并发执行时结果可再现。

进程(Process)定义:可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程。进程具有如下特征:

4、为什么要引入线程?
由于进程是资源的拥有者,所以在创建、撤销、切换操作中需要较大的时空开销,限制了并发程度的进一步提高。为减少进程切换的开销,把进程作为资源分配单位和调度单位这两个属性分开处理,即进程还是作为资源分配的基本单位,但是不作为调度的基本单位(很少调度或切换),把调度执行与切换的责任交给“线程”。这样做的好处不但可以提高系统的并发度,还能适应新的对称多处理机(SMP)环境的运行,充分发挥其性能。

线程定义:线程是指程序在执行过程中,能够执行程序代码的一个执行单元。

线程的优势 :发挥多处理器的强大能力,提高单处理器的吞吐率,程序响应更快。

5、联系:一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行.

相对进程而言,线程是一个更加接近于执行体的概念,它可以与同进程中的其他线程共享数据,但拥有自己的栈空间,拥有独立的执行序列。

6、区别

  进程和线程的主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式。进程有独立的地址空间,一个进程崩溃后,在保护模式下不会对其它进程产生影响,而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量,但线程之间没有单独的地址空间,一个线程死掉就等于整个进程死掉,所以多进程的程序要比多线程的程序健壮,但在进程切换时,耗费资源较大,效率要差一些。但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作,只能用线程,不能用进程。

1) 简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.

2) 线程的划分尺度小于进程,使得多线程程序的并发性高。

3) 另外,进程在执行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存,从而极大地提高了程序的运行效率。

4) 线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行,必须依存在应用程序中,由应用程序提供多个线程执行控制。

5) 从逻辑角度来看,多线程的意义在于一个应用程序中,有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用,来实现进程的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别。

7、线程带来的风险

1)安全性问题:单线程条件下因为不存在共享变量可以保证程序的正确性,多线程条件下如果没有正确的同步,多个线程中操作执行顺序是不可预测的,可能产生无法预料的结果。
2)活跃性问题:活跃性定义为某件正确的事情一定会发生,例如:死锁

3)性能问题:线程会带来一定成都的运行时开销,上下文切换,反复保存,恢复上下文,cpu将更多时间花在线程调度而不是线程运行上。当共享变量时必须使用同步机制,而这些机制往往会抑制某些编译器优化,使内存缓冲区的的数据无效,以及增加共享内存总线的同步流量。这些因素都会带来一定程度上的性能开销。
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