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 一、線程與進程的區別

先簡單說說線程與進程的概念：

(1)進程是指一個內存中運行的應用程序，比如在Windows系統中，一個運行的exe就是一個進程。

(2)線程是指進程中的一個執行流程。

區別：

一個程序至少有一個進程，而一個進程至少有一個線程。一個應用程序可以同時啟動多個進程。例如對于IE瀏覽器程序，每打開一個IE瀏覽器窗口，就啟動了一個新的進程。而線程則是指進程中的一個執行流程，一個進程可以有多個線程，每個線程分別執行不同的任務，當進程內的多個線程同時運行時，這種運行方式就被稱為并發運行。

另外，線程與進程還有一個非常重要的區別：每個進程在執行過程中都擁有獨立的內存單元，而同一個進程中的多個線程則共享內存，從而極大地提高了程序的運行效率。

二、對多線程并發的理解

多線程并發只是表面和感覺上的并發，并不是實質上的并發。一個線程要運行，它必須占有CPU，而我們目前用的計算機大多都是單CPU的，所以一次最多只能有一個線程獲取CPU并運行。

多線程的實質是“***限度地利用CPU資源”，當某一個線程的處理不需要占用CPU而只需要和I/O等資源打交道時，讓其他線程有機會獲得CPU資源。這有點類似于“統籌方法”，例如讓你打掃房子和燒水，要在最短的時間內做好這兩件事，你一定會想到先把水燒上，然后在等水燒開的空閑時間中去打掃房子，而不是先打掃好了再去燒水，也不是先燒好了再去打掃，這個例子里面，你是那個唯一的CPU，而燒水和打掃就是兩個線程。

雖然CPU只有一個，但是它在多個線程之間頻繁切換，當切換的頻率高到一定程度時，我們就感覺所有的線程在同時運行，于是感覺這多個線程是并發的。因此，并發并不是真的指多個線程同時運行，它僅僅只是形容一種現象。就好像說有些人是“鐵人”一樣，僅僅只是用于形容某個人不怕苦不怕累，像個“鐵人”。

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***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

***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。