1. 並發:在操作系統中,是指一個時間段中有幾個程序都處於已啟動運行到運行完畢之間,且這幾個程序都是在同一個處理機上運行。其中兩種並發關系分別是同步和互斥
2. 互斥:進程間相互排斥的使用臨界資源的現象,就叫互斥。
3. 同步:進程之間的關系不是相互排斥臨界資源的關系,而是相互依賴的關系。進一步的說明:就是前一個進程的輸出作為後一個進程的輸入,當第一個進程沒有輸出時第二個進程必須等待。具有同步關系的一組並發進程相互發送的信息稱為消息或事件。
其中並發又有偽並發和真並發,偽並發是指單核處理器的並發,真並發是指多核處理器的並發。
4.
並行:在單處理器中多道程序設計系統中,進程被交替執行,表現出一種並發的外部特種;在多處理器系統中,進程不僅可以交替執行,而且可以重疊執行。在多處
理器上的程序才可實現並行處理。從而可知,並行是針對多處理器而言的。並行是同時發生的多個並發事件,具有並發的含義,但並發不一定並行,也亦是說並發事
件之間不一定要同一時刻發生。
5. 多線程:多線程是程序設計的邏輯層概念,它是進程中並發運行的一段代碼。多線程可以實現線程間的切換執行。
6.
異步:異步和同步是相對的,同步就是順序執行,執行完一個再執行下一個,需要等待、協調運行。異步就是彼此獨立,在等待某事件的過程中繼續做自己的事,不
需要等待這一事件完成後再工作。線程就是實現異步的一個方式。異步是讓調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。
異步和多線程並不是一個同等關系,異步是最終目的,多線程只是我們實現異步的一種手段。異步是當一個調用請求發送給被調用者,而調用者不用等待其結果的返回而可以做其它的事情。實現異步可以采用多線程技術或則交給另外的進程來處理。
為了對以上概念的更好理解舉一個簡單例子, 假設我要做 燒開水,舉槓鈴100下, 洗衣服 3件事情。
燒開水 這件事情, 我要做的事情為, 准備燒開水 1分鐘, 等開水燒開 8 分鐘 , 關掉燒水機 1分鐘
舉槓鈴100下 我要做的事情為, 舉槓鈴100下 10分鐘
洗衣服 我要做的事情為, 准備洗衣服 1分鐘, 等開水燒開 5 分鐘 , 關掉洗衣機 1分鐘
單核情況下
同步的完成,我需要做的時間為 1+ 8 +1 + 10 + 1+ 5 +1 = 27 分
如果異步,就是在等的時候,我可以切換去做別的事情
准備燒開水(1) + 准備洗衣服(1) + 舉50下槓鈴 (5)分鐘+ 關洗衣機 1分鐘 + 舉槓鈴20下 (2)分鐘+ 關燒水機 1分鐘 + 舉30下槓鈴(3)分鐘
1+1+5+1+2+1+3 =14 分鐘
雙核 異步 並行
核1 准備燒開水 1分鐘+ 舉槓鈴50下(5)分鐘+ 等待3分鐘 + 關掉燒水機 1分鐘
核2 准備洗衣服 1分鐘+ 舉槓鈴50下(5)分鐘+ 關掉洗衣機 1分鐘 + 等待3分鐘
其實只花了 1+5+3+1 = 10分鐘
其中還有雙核都等待了3分鐘
雙核 異步 非並行
核1 舉槓鈴100下(10)分鐘
核2 准備燒開水 1分鐘+ 准備洗衣服 1分鐘+ 等待5 分鐘+ + 關掉燒水機 1分鐘 + 等待 1 分鐘 + 關掉洗衣機 1分鐘
其實只花了 1+5+3+1 = 10分鐘
多線程的做法
單核下
線程1 准備燒開水 1分鐘, 等開水燒開 8 分鐘 , 關掉燒水機 1分鐘
線程2 舉槓鈴100下 10分鐘
線程3 准備洗衣服 1分鐘, 等開水燒開 5 分鐘 , 關掉洗衣機 1分鐘
cpu 可能這麼切換 最理想的切換方式
線程1 准備燒開水1 sleep 1 sleep 5 sleep 1 sleep 2 關開水 1分鐘 exit
線程2 sleep 1 sleep 1 舉槓鈴50 5分鐘 sleep 1 舉槓鈴20 2分鐘 sleep1 舉槓鈴30下 3分鐘
線程3 sleep 1 准備洗衣服1 分鐘 sleep 5 關洗衣機1分鐘 exit
最後使用了 14分鐘 和異步是一樣的。
但是實際上是不一樣的,因為線程不會按照我們設想的去跑, 如果線程2 舉槓鈴先跑,整個流程的速度就下來了。
異步和同步的區別, 在io等待的時候,同步不會切走,浪費了時間。
如果都是獨占cpu 的業務, 比如舉槓鈴的業務, 在單核情況下 多線和單線 沒有區別。
多線程的好處,比較容易的實現了 異步切換的思想, 因為異步的程序很難寫的。多線程本身程還是以同步完成,但是應該說
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,就是可以同時做事情, 這個和單核完全不一樣的。