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 一、線程與進(jìn)程的區(qū)別

先簡單說說線程與進(jìn)程的概念：

(1)進(jìn)程是指一個(gè)內(nèi)存中運(yùn)行的應(yīng)用程序，比如在Windows系統(tǒng)中，一個(gè)運(yùn)行的exe就是一個(gè)進(jìn)程。

(2)線程是指進(jìn)程中的一個(gè)執(zhí)行流程。

區(qū)別：

一個(gè)程序至少有一個(gè)進(jìn)程，而一個(gè)進(jìn)程至少有一個(gè)線程。一個(gè)應(yīng)用程序可以同時(shí)啟動多個(gè)進(jìn)程。例如對于IE瀏覽器程序，每打開一個(gè)IE瀏覽器窗口，就啟動了一個(gè)新的進(jìn)程。而線程則是指進(jìn)程中的一個(gè)執(zhí)行流程，一個(gè)進(jìn)程可以有多個(gè)線程，每個(gè)線程分別執(zhí)行不同的任務(wù)，當(dāng)進(jìn)程內(nèi)的多個(gè)線程同時(shí)運(yùn)行時(shí)，這種運(yùn)行方式就被稱為并發(fā)運(yùn)行。

另外，線程與進(jìn)程還有一個(gè)非常重要的區(qū)別：每個(gè)進(jìn)程在執(zhí)行過程中都擁有獨(dú)立的內(nèi)存單元，而同一個(gè)進(jìn)程中的多個(gè)線程則共享內(nèi)存，從而極大地提高了程序的運(yùn)行效率。

二、對多線程并發(fā)的理解

多線程并發(fā)只是表面和感覺上的并發(fā)，并不是實(shí)質(zhì)上的并發(fā)。一個(gè)線程要運(yùn)行，它必須占有CPU，而我們目前用的計(jì)算機(jī)大多都是單CPU的，所以一次最多只能有一個(gè)線程獲取CPU并運(yùn)行。

多線程的實(shí)質(zhì)是“***限度地利用CPU資源”，當(dāng)某一個(gè)線程的處理不需要占用CPU而只需要和I/O等資源打交道時(shí)，讓其他線程有機(jī)會獲得CPU資源。這有點(diǎn)類似于“統(tǒng)籌方法”，例如讓你打掃房子和燒水，要在最短的時(shí)間內(nèi)做好這兩件事，你一定會想到先把水燒上，然后在等水燒開的空閑時(shí)間中去打掃房子，而不是先打掃好了再去燒水，也不是先燒好了再去打掃，這個(gè)例子里面，你是那個(gè)唯一的CPU，而燒水和打掃就是兩個(gè)線程。

雖然CPU只有一個(gè)，但是它在多個(gè)線程之間頻繁切換，當(dāng)切換的頻率高到一定程度時(shí)，我們就感覺所有的線程在同時(shí)運(yùn)行，于是感覺這多個(gè)線程是并發(fā)的。因此，并發(fā)并不是真的指多個(gè)線程同時(shí)運(yùn)行，它僅僅只是形容一種現(xiàn)象。就好像說有些人是“鐵人”一樣，僅僅只是用于形容某個(gè)人不怕苦不怕累，像個(gè)“鐵人”。

1. 并發(fā)：在操作系統(tǒng)中，是指一個(gè)時(shí)間段中有幾個(gè)程序都處于已啟動運(yùn)行到運(yùn)行完畢之間，且這幾個(gè)程序都是在同一個(gè)處理機(jī)上運(yùn)行。其中兩種并發(fā)關(guān)系分別是同步和互斥

2. 互斥：進(jìn)程間相互排斥的使用臨界資源的現(xiàn)象，就叫互斥。

3. 同步：進(jìn)程之間的關(guān)系不是相互排斥臨界資源的關(guān)系，而是相互依賴的關(guān)系。進(jìn)一步的說明：就是前一個(gè)進(jìn)程的輸出作為后一個(gè)進(jìn)程的輸入，當(dāng)***個(gè)進(jìn)程沒有輸出時(shí)第二個(gè)進(jìn)程必須等待。具有同步關(guān)系的一組并發(fā)進(jìn)程相互發(fā)送的信息稱為消息或事件。

其中并發(fā)又有偽并發(fā)和真并發(fā)，偽并發(fā)是指單核處理器的并發(fā)，真并發(fā)是指多核處理器的并發(fā)。

4. 并行：在單處理器中多道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，進(jìn)程被交替執(zhí)行，表現(xiàn)出一種并發(fā)的外部特種;在多處理器系統(tǒng)中，進(jìn)程不僅可以交替執(zhí)行，而且可以重疊執(zhí)行。在多處理器上的程序才可實(shí)現(xiàn)并行處理。從而可知，并行是針對多處理器而言的。并行是同時(shí)發(fā)生的多個(gè)并發(fā)事件，具有并發(fā)的含義，但并發(fā)不一定并行，也亦是說并發(fā)事件之間不一定要同一時(shí)刻發(fā)生。

5. 多線程：多線程是程序設(shè)計(jì)的邏輯層概念，它是進(jìn)程中并發(fā)運(yùn)行的一段代碼。多線程可以實(shí)現(xiàn)線程間的切換執(zhí)行。

6. 異步：異步和同步是相對的，同步就是順序執(zhí)行，執(zhí)行完一個(gè)再執(zhí)行下一個(gè)，需要等待、協(xié)調(diào)運(yùn)行。異步就是彼此獨(dú)立,在等待某事件的過程中繼續(xù)做自己的事，不需要等待這一事件完成后再工作。線程就是實(shí)現(xiàn)異步的一個(gè)方式。異步是讓調(diào)用方法的主線程不需要同步等待另一線程的完成，從而可以讓主線程干其它的事情。

異步和多線程并不是一個(gè)同等關(guān)系,異步是最終目的,多線程只是我們實(shí)現(xiàn)異步的一種手段。異步是當(dāng)一個(gè)調(diào)用請求發(fā)送給被調(diào)用者,而調(diào)用者不用等待其結(jié)果的返回而可以做其它的事情。實(shí)現(xiàn)異步可以采用多線程技術(shù)或則交給另外的進(jìn)程來處理。

為了對以上概念的更好理解舉一個(gè)簡單例子， 假設(shè)我要做 燒開水，舉杠鈴100下， 洗衣服 3件事情。

燒開水 這件事情， 我要做的事情為， 準(zhǔn)備燒開水 1分鐘， 等開水燒開 8 分鐘 , 關(guān)掉燒水機(jī) 1分鐘

舉杠鈴100下 我要做的事情為, 舉杠鈴100下 10分鐘

洗衣服 我要做的事情為， 準(zhǔn)備洗衣服 1分鐘， 等開水燒開 5 分鐘 , 關(guān)掉洗衣機(jī) 1分鐘

單核情況下

同步的完成，我需要做的時(shí)間為 1+ 8 +1 + 10 + 1+ 5 +1 = 27 分

如果異步，就是在等的時(shí)候，我可以切換去做別的事情

準(zhǔn)備燒開水(1) + 準(zhǔn)備洗衣服(1) + 舉50下杠鈴 (5)分鐘+ 關(guān)洗衣機(jī) 1分鐘 + 舉杠鈴20下 (2)分鐘+ 關(guān)燒水機(jī) 1分鐘 + 舉30下杠鈴(3)分鐘

1+1+5+1+2+1+3 =14 分鐘

雙核 異步 并行

核1 準(zhǔn)備燒開水 1分鐘+ 舉杠鈴50下(5)分鐘+ 等待3分鐘 + 關(guān)掉燒水機(jī) 1分鐘

核2 準(zhǔn)備洗衣服 1分鐘+ 舉杠鈴50下(5)分鐘+ 關(guān)掉洗衣機(jī) 1分鐘 + 等待3分鐘

其實(shí)只花了 1+5+3+1 = 10分鐘

其中還有雙核都等待了3分鐘

雙核 異步 非并行

核1 舉杠鈴100下(10)分鐘

核2 準(zhǔn)備燒開水 1分鐘+ 準(zhǔn)備洗衣服 1分鐘+ 等待5 分鐘+ + 關(guān)掉燒水機(jī) 1分鐘 + 等待 1 分鐘 + 關(guān)掉洗衣機(jī) 1分鐘

其實(shí)只花了 1+5+3+1 = 10分鐘

多線程的做法

單核下

線程1 準(zhǔn)備燒開水 1分鐘， 等開水燒開 8 分鐘 , 關(guān)掉燒水機(jī) 1分鐘

線程2 舉杠鈴100下 10分鐘

線程3 準(zhǔn)備洗衣服 1分鐘， 等開水燒開 5 分鐘 , 關(guān)掉洗衣機(jī) 1分鐘

cpu 可能這么切換 最理想的切換方式

線程1 準(zhǔn)備燒開水1 sleep 1 sleep 5 sleep 1 sleep 2 關(guān)開水 1分鐘 exit

線程2 sleep 1 sleep 1 舉杠鈴50 5分鐘 sleep 1 舉杠鈴20 2分鐘 sleep1 舉杠鈴30下 3分鐘

線程3 sleep 1 準(zhǔn)備洗衣服1 分鐘 sleep 5 關(guān)洗衣機(jī)1分鐘 exit

***使用了 14分鐘 和異步是一樣的。

但是實(shí)際上是不一樣的，因?yàn)榫€程不會按照我們設(shè)想的去跑， 如果線程2 舉杠鈴先跑，整個(gè)流程的速度就下來了。

異步和同步的區(qū)別， 在io等待的時(shí)候，同步不會切走，浪費(fèi)了時(shí)間。

如果都是獨(dú)占cpu 的業(yè)務(wù)， 比如舉杠鈴的業(yè)務(wù)， 在單核情況下 多線和單線 沒有區(qū)別。

多線程的好處，比較容易的實(shí)現(xiàn)了 異步切換的思想， 因?yàn)楫惒降某绦蚝茈y寫的。多線程本身程還是以同步完成，但是應(yīng)該說

比效率是比不上異步的。 而且多線很容易寫， 相對效率也高。

多核的好處，就是可以同時(shí)做事情， 這個(gè)和單核完全不一樣的。