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并發 并行 同步 異步 多線程的區別

2019-11-14 12:51:54
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1. 并發:在操作系統中,是指一個時間段中有幾個程序都處于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。其中兩種并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后一個進程的輸入,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并發進程相互發送的信息稱為消息或事件。其中并發又有偽并發和真并發,偽并發是指單核處理器的并發,真并發是指多核處理器的并發。4. 并行:在單處理器中多道程序設計系統中,進程被交替執行,表現出一種并發的外部特種;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。并行是同時發生的多個并發事件,具有并發的含義,但并發不一定并行,也亦是說并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,它是進程中并發運行的一段代碼。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后再工作。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。   異步和多線程并不是一個同等關系,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, 準備燒開水 1分鐘, 等開水燒開 8 分鐘 , 關掉燒水機 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準備燒開水(1) + 準備洗衣服(1) + 舉50下杠鈴 (5)分鐘+ 關洗衣機 1分鐘 + 舉杠鈴20下 (2)分鐘+ 關燒水機 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  準備燒開水 1分鐘+ 舉杠鈴50下(5)分鐘+ 等待3分鐘 + 關掉燒水機 1分鐘核2  準備洗衣服 1分鐘+ 舉杠鈴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 非并行核1  舉杠鈴100下(10)分鐘核2  準備燒開水 1分鐘+ 準備洗衣服 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  準備燒開水 1分鐘, 等開水燒開 8 分鐘 , 關掉燒水機 1分鐘線程2  舉杠鈴100下  10分鐘線程3  準備洗衣服 1分鐘, 等開水燒開 5 分鐘 , 關掉洗衣機 1分鐘cpu 可能這么切換 最理想的切換方式線程1  準備燒開水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      準備洗衣服1 分鐘    sleep 5            關洗衣機1分鐘    exit最后使用了  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 舉杠鈴先跑,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, 比如舉杠鈴的業務, 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。


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