1、并发基础
1、进程和线程的区别
程序由指令和数据组成,但这些指令要运行,数据要读写,就必须将指令加载至 CPU,数据加载至内存。在指令运行过程中还需要用到磁盘、网络等设备。进程就是用来加载指令、管理内存、管理 IO 的。
当一个程序被运行,从磁盘加载这个程序的代码至内存,这时就开启了一个进程。
一个进程之内可以分为一到多个线程。
一个线程就是一个指令流,将指令流中的一条条指令以一定的顺序交给 CPU 执行
Java 中,线程作为最小调度单位,进程作为资源分配的最小单位。在 windows 中进程是不活动的,只是作为线程的容器
注意:进程是资源分配的基本单位,线程是任务调度的基本单位
总结:
- 进程包含线程: 进程是正在运行程序的实例,进程中包含了线程,每个线程执行不同的任务
- 内存空间: 不同的进程使用不同的内存空间,在当前进程下的所有线程可以共享内存空间
- 上下文切换: 线程更轻量,线程上下文切换成本一般上要比进程上下文切换低(上下文切换指的是从一个线程切换到另一个线程)
2、并发和并行
单核CPU
- 单核CPU下线程实际还是串行执行的
- 操作系统中有一个组件叫做任务调度器,将cpu的时间片(windows下时间片最小约为 15 毫秒)分给不同的程序使用,只是由于cpu在线程间(时间片很短)的切换非常快,人类感觉是同时运行的 。
- 总结为一句话就是: 微观串行,宏观并行
一般会将这种线程轮流使用CPU的做法称为并发(concurrent)
多核CPU
每个核(core)都可以调度运行线程,这时候线程可以是并行的。
并发(concurrent)是同一时间应对(dealing with)多件事情的能力(微观上还是串行)
并行(parallel)是同一时间动手做(doing)多件事情的能力
举例:
- 并发: 家庭主妇雇了个保姆,她们一起这些事,这时既有并发,也有并行(这时会产生竞争,例如锅只有一口,一个人用锅时,另一个人就得等待)
- 并行: 雇了3个保姆,一个专做饭、一个专打扫卫生、一个专喂奶,互不干扰,这时是并行
总结:
并发:并发在微观层面上是串行,但是由于切换比较快,所以说我们在宏观层面可以认为是并行(多个任务同时执行)
并行:多个任务同时进行,四核CPU同时执行四个任务