併發基本概念及實現,進程、線程基本概念

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一、併發、進程、線程的基本概念和綜述 併發,進程,線程要求必須掌握 1、併發 兩個或更多的任務(獨立的活動)同時發生(進行):一個程式同時執行多個獨立的任務。 以往電腦,單核CPU(中央處理器):某一個時刻只能執行一個任務:由操作系統調度,每秒中進行多次所謂的“任務切換”。 併發的假象(不是真正的 ...


一、併發、進程、線程的基本概念和綜述

    併發,進程,線程要求必須掌握

1、併發

       兩個或更多的任務(獨立的活動)同時發生(進行):一個程式同時執行多個獨立的任務。

  以往電腦,單核CPU(中央處理器):某一個時刻只能執行一個任務:由操作系統調度,每秒中進行多次所謂的“任務切換”。

  併發的假象(不是真正的併發);這種切換(上下文切換)是要有時間開銷的。執行進度等信息,都需要時間,一會切換回來的時候要複原這些信息。

  硬體發展,出現了多處理器電腦:用於伺服器和高性能計算。

  台式機:在一塊晶元上有多核(多個)CPU:雙核,4核,8核…;能夠實現真正的並行執行多個任務(硬體併發)。

  使用併發的原因:主要就是同時可以乾多個事,提高性能。

2、可執行程式

  磁碟上的一個文件,windows下,一個擴展名為.exe的。Linux,ls –la,rwxrwxrwx(x執行許可權)。

3、進程

  可執行程式是能夠運行的。

       進程,就是一個可執行程式運行起來,就叫創建了一個進程。

       進程就是運行起來了的可執行程式。

4、線程

  每個進程(執行起來的可執行程式),都有一個主線程,這個主線程是唯一的,也就是一個進程中只能有一個主線程。

       當你執行的一個可執行程式,產生了一個進程後,這個主線程就隨著這個進行默默的啟動起來了。

       運行這個程式的時候,實際上是進程的主線程來執行(調用)這個mian函數中的代碼。

       主線程與進程唇齒相依,有你必有我,有我必有你,沒有我必然沒有你。

       線程:用來執行代碼的;

       線程這個東西可以理解為 一條diamante的執行通路(道路);

 

       主線程開始執行如下main()函數

 main()
{
    // …各種代碼

    return;
}

  主線程執行完了main中的return 後,表示整個進程運行完畢,此時主線程結束運行,整個進程也結束運行。

  除了主線程之外,我們可以通過自己寫代碼來創建其他線程,其他線程走別的道路,甚至去不同的地方。

  每創建一個新的線程,我就可以在同一個時刻,多乾一件不同的事(多走一條不同的代碼執行路徑)。

  多線程(併發)

  線程並不是越多越好,每個線程,都需要一個獨立的堆棧空間(1M),線程之間切換要保存很多中間狀態;切換會耗費本該屬於程式運行的時間;

總結線程:

  線程是用來執行代碼的;

  把線程這個東西理解為一條代碼的執行通路(道路),一個新線程代表一個新通路。

  一個進程自動包含一個主線程,主線程隨著進程默默的啟動運行;我們可以通過編碼來創建多個其他線程(非主線程),但是創建的數量最大都不超過200-300個,至於到底多少個合適,大家在實際的項目中可以不斷調整和優化,有的時候線程太多的時候效率反而會降低

  因為主線程是自動啟動的,所以一個進程中最少有一個線程(主線程)。

  多線程可以同時乾多個事,所以運行效率高。但是到底有多高,並不是一個很容易評估和量化的東西。

5、學習心得

       開發多線程程式:實力的體現。一個是商用的必須需求;

       線程開發有一定難度。實現代碼更複雜。理解上更難一些,需要一定的學習時間。

       網路通訊、網路伺服器、網路方向,必須學習多線程。

二、併發的實現方法

  兩個或多個任務(獨立的活動)同時發生(進行)。

  實現併發的手段:

    a)我們通過多個進行實現併發;

    b)在單獨的進程中,創建多個線程來實現併發;自己寫代碼創建除了主線程之外的其他線程;

1、多進程併發

       賬號伺服器、游戲邏輯伺服器。伺服器進程之間的通信。

       進程之間通信(同一個電腦上:管道、文件、消息隊列、共用記憶體);

       不同電腦上,socket通信技術;

2、多線程併發

       單個進程中創建了多個線程。

       線程:感覺像輕量級的進程。每個線程都有自己獨立的運行路徑,但是一個進程中的所有線程共用地址空間(共用記憶體);全局變數、指針、引用,都可以線上程之間傳遞;使用多線程開銷遠遠小於多進程。

       共用記憶體帶來了新問題,數據一致性問題;線程A,線程B;

       多進程併發和多線程併發雖然可以混合使用,但是建議優先使用多線程技術手段而不是多進程。

3、總結

    和進程相比,線程有如下有點:

    (1)線程啟動速度快,更輕量級

    (2)系統資源開銷更小,執行速度更快,如共用記憶體這種通信方式比任何其他的通信方式都快。

    缺點:

    (1)使用有一定難度,要小心處理數據的一致性問題。

 

三、C++11 新標準線程庫

    以往:windows:CreateThread(),_beginthread(),_beginthreadex()

    Linux:pthread_create():創建線程

    臨界區,互斥量;

    以往的多線程代碼不同跨平臺;

    POSIX thread(pthread):跨平臺,需要做一切配置,不是很方便

    從C++11 新標準,C++語言本身增加對多線程的支持,意味著可移植性(跨平臺),大大減少開發人員工作量;

 


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