多線程：

• 多線程就是同時執行多個應用程序，需要硬件的支持
• 同時執行：不是某個時間段同時，cpu切換的比較快，所有用戶會感覺是在同時運行

并發與并行：

• 并行(parallel)：指在同一時刻，有多條指令在多個處理器上同時執行。并行必須借助于多核cpu實現

• 并發(concurrency)：指在同一時刻只能有一條指令執行，但多個進程指令被快速的輪換執行，使得在宏觀上具有多個進程同時執行的效果，但在微觀上并不是同時執行的，只是把時間分成若干段，通過cpu時間片輪轉使多個進程快速交替的執行。

程序、線程、進程：

程序：是指編譯好的可執行文件，程序啟動的時候，進程作為支撐
進程：是正在運行的程序(比如360殺毒軟件)，進程可以產生多線程

獨立性：進程是一個能獨立運行的基本單位，同時也是系統分配資源和調度的獨立單位
動態性：進程的實質是程序的一次執行過程，進程是動態產生，動態消亡的
并發性：任何進程都可以同其他進程一起并發執行
進程基本的狀態有5種：分別為初始態、就緒態、運行態、掛起態、終止態其中初始態為進程準備階段，常與就緒態結合來看。
每當有一個進程啟動系統都會打開三個文件，標準輸入文件(stdin)、標準輸出(stdout)、標準錯誤輸出文件(stderr)，當進程運行結束系統會自動關閉三個文件。

• 標準輸入(stdin)：一般都是對應終端的鍵盤
• 標準輸出(stdout)、標準錯誤輸出文件(stderr)都是對應終端的屏幕。進程從stdin獲取數據傳遞給stdout，如果有錯誤信息就傳遞給stderr

線程：是程序正在做的事情，線程是進程的單個控制流（比如360的殺毒，掃描木馬）

單線程：一個進程如果只有一條執行路徑，則稱為單線程程序
多線程：一個進程如果有多條執行路徑，則稱為多線程程序

進程與線程的區別：

• 進程：有獨立的內存空間，進程中的數據存放空間（堆空間和棧空間）是獨立的，至少有一個線程。
• 線程：堆空間是共享的，棧空間是獨立的，線程消耗的資源比進程小的多。

多線程同時執行原理:

比如我們同時運行qq和微信，其實不是同時運行的而是CPU在多個線程間快速切換,造成"同時"執行的假象

多線程的好處:

• 可以"同時"執行多個任務
• 可以提高資源的利用率(CPU/網絡)

線程越多越好嗎:

1.創建和銷毀線程需要消耗CPU和內存資源
2.線程太多,CPU需要在大量的線程間切換,造成資源的浪費

進程與并發：
在使用進程實現并發時會出現以下問題：

系統開銷比較大，占用資源比較多，開啟進程數量比較少。

在unix/linux系統下，還會產生孤兒進程和僵尸進程。正常情況下，子進程是通過父進程fork創建的，子進程再創建新的進程。并且父進程永遠無法預測子進程 到底什么時候結束。 當一個 進程完成它的工作終止之后，它的父進程需要調用系統調用取得子進程的終止狀態。

孤兒進程：

父進程比子進程先結束，子進程成為孤兒進程，子進程的父進程成為init進程，稱為init進程領養孤兒進程。

僵尸進程：

僵尸進程: 進程終止，父進程尚未回收，子進程殘留資源（PCB）存放于內核中，變成僵尸（Zombie）進程。

Windows&Linux進程：

Windows下的進程和Linux下的進程是不一樣的，它比較懶惰，從來不執行任何東西，只是為線程提供執行環境。然后由線程負責執行包含在進程的地址空間中的代碼。當創建一個進程的時候，操作系統會自動創建這個進程的第一個線程，成為主線程。

線程并發：

• LWP：light weight process 輕量級的進程，本質仍是進程 (Linux下)
• 進程：獨立地址空間，擁有PCB
• 線程：有獨立的PCB，但沒有獨立的地址空間(共享)
• 區別：在于是否共享地址空間。獨居(進程)；合租(線程)。
• 線程：最小的執行單位，線程可以提高程序的并發率
• 進程：最小分配資源單位，可看成是只有一個線程的進程。
• Windows系統下，可以直接忽略進程的概念，只談線程。因為線程是最小的執行單位，是被系統獨立調度和分派的基本單位。而進程只是給線程提供執行環境。

線程同步：

• 指一個線程發出某一功能調用時，在沒有得到結果之前，該調用不返回。同時其它線程為保證數據一致性，不能調用該功能。也就是一致性，和Sql里的事務一樣
• 同步的目的，是為了避免數據混亂，解決與時間有關的錯誤。實際上，不僅線程間需要同步，進程間、信號間等等都需要同步機制。因此，所有多個控制流，共同操作一個共享資源”的情況，都需要同步。

互斥量mutex：

• Linux中提供一把互斥鎖mutex（也稱之為互斥量），同一時刻只能有一個線程持有該鎖。每個線程在對資源操作前都嘗試先加鎖，成功加鎖才能操作，操作結束解鎖。資源還是共享的，線程間也還是競爭的，但通過“鎖”就將資源的訪問變成互斥操作，而后與時間有關的錯誤也不會再產生了。
• 當A線程對某個全局變量加鎖訪問，B在訪問前嘗試加鎖，拿不到鎖，B阻塞。C線程不去加鎖，而直接訪問該全局變量，依然能夠訪問，但會出現數據混亂。所以，互斥鎖實質上是操作系統提供的一把建議鎖/協同鎖，建議程序中有多線程訪問共享資源的時候使用該機制。但，并沒有強制限定。因此，即使有了互斥鎖，如果有線程不按規則來訪問數據，依然會造成數據混亂。

讀寫鎖：

與互斥量類似，但讀寫鎖允許更高的并行性，讀寫鎖只有一把
其特性為：寫獨占，讀共享

讀寫鎖狀態：

讀模式下加鎖狀態 (讀鎖)

寫模式下加鎖狀態 (寫鎖)

讀寫鎖特性：

讀寫鎖是“寫模式加鎖”時， 解鎖前，所有對該鎖加鎖的線程都會被阻塞。

讀寫鎖是“讀模式加鎖”時， 如果線程以讀模式對其加鎖會成功；如果線程以寫模式加鎖會阻塞。

讀寫鎖是“讀模式加鎖”時， 既有試圖以寫模式加鎖的線程，也有試圖以讀模式加鎖的線程。那么讀寫鎖會阻塞隨后的讀模式鎖請求。優先滿足寫模式鎖。讀鎖、寫鎖并行阻塞，寫鎖優先級高

讀寫鎖也叫共享-獨占鎖。當讀寫鎖以讀模式鎖住時，它是以共享模式鎖住的；當它以寫模式鎖住時，它是以獨占模式鎖住的。寫獨占、讀共享。

讀寫鎖非常適合于對數據結構讀的次數遠大于寫的情況。

協程并發：

協程：coroutine也叫輕量級線程。

• 與傳統的系統級線程和進程相比，協程最大的優勢在于“輕量級”。可以輕松創建上萬個而不會導致系統資源衰竭。而線程和進程通常很難超過1萬個。這也是協程別稱“輕量級線程”的原因。
• 一個線程中可以有任意多個協程，但某一時刻只能有一個協程在運行，多個協程分享該線程分配到的計算機資源。
• 多數語言在語法層面并不直接支持協程，而是通過庫的方式支持，但用庫的方式支持的功能也并不完整，比如僅僅提供協程的創建、銷毀與切換等能力。如果在這樣的輕量級線程中調用一個同步 IO 操作，比如網絡通信、本地文件讀寫，都會阻塞其他的并發執行輕量級線程，從而無法真正達到輕量級線程本身期望達到的目標。
• 在協程中，調用一個任務就像調用一個函數一樣，消耗的系統資源最少！但能達到進程、線程并發相同的效果。
• 在一次并發任務中，進程、線程、協程均可以實現。從系統資源消耗的角度出發來看，進程相當多，線程次之，協程最少。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的并发编程概念、程序线程进程、线程同步、互斥量、读写锁、协程并发的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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