并发基本概念及实现,进程、线程基本概念
2019-02-25 16:09:20来源:博客园 阅读 ()
一、并发、进程、线程的基本概念和综述
并发,进程,线程要求必须掌握
1、并发
两个或更多的任务(独立的活动)同时发生(进行):一个程序同时执行多个独立的任务。
以往计算机,单核CPU(中央处理器):某一个时刻只能执行一个任务:由操作系统调度,每秒中进行多次所谓的“任务切换”。
并发的假象(不是真正的并发);这种切换(上下文切换)是要有时间开销的。执行进度等信息,都需要时间,一会切换回来的时候要复原这些信息。
硬件发展,出现了多处理器计算机:用于服务器和高性能计算。
台式机:在一块芯片上有多核(多个)CPU:双核,4核,8核…;能够实现真正的并行执行多个任务(硬件并发)。
使用并发的原因:主要就是同时可以干多个事,提高性能。
2、可执行程序
磁盘上的一个文件,windows下,一个扩展名为.exe的。Linux,ls –la,rwxrwxrwx(x执行权限)。
3、进程
可执行程序是能够运行的。
进程,就是一个可执行程序运行起来,就叫创建了一个进程。
进程就是运行起来了的可执行程序。
4、线程
每个进程(执行起来的可执行程序),都有一个主线程,这个主线程是唯一的,也就是一个进程中只能有一个主线程。
当你执行的一个可执行程序,产生了一个进程后,这个主线程就随着这个进行默默的启动起来了。
运行这个程序的时候,实际上是进程的主线程来执行(调用)这个mian函数中的代码。
主线程与进程唇齿相依,有你必有我,有我必有你,没有我必然没有你。
线程:用来执行代码的;
线程这个东西可以理解为 一条diamante的执行通路(道路);
主线程开始执行如下main()函数
main() { // …各种代码 return; }
主线程执行完了main中的return 后,表示整个进程运行完毕,此时主线程结束运行,整个进程也结束运行。
除了主线程之外,我们可以通过自己写代码来创建其他线程,其他线程走别的道路,甚至去不同的地方。
每创建一个新的线程,我就可以在同一个时刻,多干一件不同的事(多走一条不同的代码执行路径)。
多线程(并发)
线程并不是越多越好,每个线程,都需要一个独立的堆栈空间(1M),线程之间切换要保存很多中间状态;切换会耗费本该属于程序运行的时间;
总结线程:
线程是用来执行代码的;
把线程这个东西理解为一条代码的执行通路(道路),一个新线程代表一个新通路。
一个进程自动包含一个主线程,主线程随着进程默默的启动运行;我们可以通过编码来创建多个其他线程(非主线程),但是创建的数量最大都不超过200-300个,至于到底多少个合适,大家在实际的项目中可以不断调整和优化,有的时候线程太多的时候效率反而会降低
因为主线程是自动启动的,所以一个进程中最少有一个线程(主线程)。
多线程可以同时干多个事,所以运行效率高。但是到底有多高,并不是一个很容易评估和量化的东西。
5、学习心得
开发多线程程序:实力的体现。一个是商用的必须需求;
线程开发有一定难度。实现代码更复杂。理解上更难一些,需要一定的学习时间。
网络通讯、网络服务器、网络方向,必须学习多线程。
二、并发的实现方法
两个或多个任务(独立的活动)同时发生(进行)。
实现并发的手段:
a)我们通过多个进行实现并发;
b)在单独的进程中,创建多个线程来实现并发;自己写代码创建除了主线程之外的其他线程;
1、多进程并发
账号服务器、游戏逻辑服务器。服务器进程之间的通信。
进程之间通信(同一个电脑上:管道、文件、消息队列、共享内存);
不同电脑上,socket通信技术;
2、多线程并发
单个进程中创建了多个线程。
线程:感觉像轻量级的进程。每个线程都有自己独立的运行路径,但是一个进程中的所有线程共享地址空间(共享内存);全局变量、指针、引用,都可以在线程之间传递;使用多线程开销远远小于多进程。
共享内存带来了新问题,数据一致性问题;线程A,线程B;
多进程并发和多线程并发虽然可以混合使用,但是建议优先使用多线程技术手段而不是多进程。
3、总结
和进程相比,线程有如下有点:
(1)线程启动速度快,更轻量级
(2)系统资源开销更小,执行速度更快,如共享内存这种通信方式比任何其他的通信方式都快。
缺点:
(1)使用有一定难度,要小心处理数据的一致性问题。
三、C++11 新标准线程库
以往:windows:CreateThread(),_beginthread(),_beginthreadex()
Linux:pthread_create():创建线程
临界区,互斥量;
以往的多线程代码不同跨平台;
POSIX thread(pthread):跨平台,需要做一切配置,不是很方便
从C++11 新标准,C++语言本身增加对多线程的支持,意味着可移植性(跨平台),大大减少开发人员工作量;
原文链接:https://www.cnblogs.com/hs-pingfan/p/10421142.html
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