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线程基本概念

2024.10.11 | cuithink | 628次围观

1.1 进程与线程A


什么是进程?


进程是指运行中的程序。 比如我们使用钉钉,浏览器,需要启动这个程序,操作系统会给这个程序分配一定的资源(占用内存资源)。


什么线程?


线程是CPU调度的基本单位,每个线程执行的都是某一个进程的代码的某个片段。


举个栗子:房子与人


比如现在有一个100平的房子,这个方式可以看做是一个进程


房子里有人,人就可以看做成一个线程。


人在房子中做一个事情,比如吃饭,学习,睡觉。这个就好像线程在执行某个功能的代码。


所谓进程就是线程的容器,需要线程利用进程中的一些资源,处理一个代码、指令。最终实现进程所预期的结果。


进程和线程的区别:


  • 根本不同:进程是操作系统分配的资源,而线程是CPU调度的基本单位。

  • 资源方面:同一个进程下的线程共享进程中的一些资源。线程同时拥有自身的独立存储空间。进程之间的资源通常是独立的。

  • 数量不同:进程一般指的就是一个进程。而线程是依附于某个进程的,而且一个进程中至少会有一个或多个线程。

  • 开销不同:毕竟进程和线程不是一个级别的内容,线程的创建和终止的时间是比较短的。而且线程之间的切换比进程之间的切换速度要快很多。而且进程之间的通讯很麻烦,一般要借助内核才可以实现,而线程之间通讯,相当方便。

  • ………………


1.2 多线程


什么是多线程?


多线程是指:单个进程中同时运行多个线程。


多线程的目的是为了提高CPU的利用率。


可以通过避免一些网络IO或者磁盘IO等需要等待的操作,让CPU去调度其他线程。


这样可以大幅度的提升程序的效率,提高用户的体验。


比如Tomcat可以做并行处理,提升处理的效率,而不是一个一个排队。


比如要处理一个网络等待的操作,开启一个线程去处理需要网络等待的任务,让当前业务线程可以继续往下执行逻辑,效率是可以得到大幅度提升的。


多线程的局限


  • 如果线程数量特别多,CPU在切换线程上下文时,会额外造成很大的消耗。

  • 任务的拆分需要依赖业务场景,有一些异构化的任务,很难对任务拆分,还有很多业务并不是多线程处理更好。

  • 线程安全问题:虽然多线程带来了一定的性能提升,但是再做一些操作时,多线程如果操作临界资源,可能会发生一些数据不一致的安全问题,甚至涉及到锁操作时,会造成死锁问题。


1.3 串行、并行、并发


什么是串行:


串行就是一个一个排队,第一个做完,第二个才能上。


什么是并行:


并行就是同时处理。(一起上!!!)


什么是并发:


这里的并发并不是三高中的高并发问题,这里是多线程中的并发概念(CPU调度线程的概念)。CPU在极短的时间内,反复切换执行不同的线程,看似好像是并行,但是只是CPU高速的切换。


并行囊括并发。


并行就是多核CPU同时调度多个线程,是真正的多个线程同时执行。


单核CPU无法实现并行效果,单核CPU是并发。


1.4 同步异步、阻塞非阻塞


同步与异步:执行某个功能后,被调用者是否会主动反馈信息


阻塞和非阻塞:执行某个功能后,调用者是否需要一直等待结果的反馈。


两个概念看似相似,但是侧重点是完全不一样的。


同步阻塞:比如用锅烧水,水开后,不会主动通知你。烧水开始执行后,需要一直等待水烧开。


同步非阻塞:比如用锅烧水,水开后,不会主动通知你。烧水开始执行后,不需要一直等待水烧开,可以去执行其他功能,但是需要时不时的查看水开了没。


异步阻塞:比如用水壶烧水,水开后,会主动通知你水烧开了。烧水开始执行后,需要一直等待水烧开。


异步非阻塞:比如用水壶烧水,水开后,会主动通知你水烧开了。烧水开始执行后,不需要一直等待水烧开,可以去执行其他功能。


异步非阻塞这个效果是最好的,平时开发时,提升效率最好的方式就是采用异步非阻塞的方式处理一些多线程的任务。

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