并发、进程、线程的基本概念
并发
两个或者更多的任务(独立的事情)同时进行;
一个程序同时执行多个独立的任务;
以往计算机只有单核cpu,某一时刻只能执行一个任务:有操作系统调度,每秒钟进行多次所谓的“任务切换”。不是真正的并发,属于并发的假象;这种切换(上下文切换)是要有时间开销的,比如操作系统要保存你切换时的各种状态,执行进度等信息,都需要时间一会儿切换回来时需要复原这些信息。
硬件发展,出现了多处理器计算机:用于服务器和高性能计算领域。
台式机:在一块芯片上有多核cpu,4核,8核,10核
能够实现真正的并行执行多个任务(硬件并发);
使用并发的原因:同时干多个事情,提高性能;
可执行程序
磁盘上的一个文件,windows下,.exe文件,Linux下,执行权限带x的文件。
进程
一个可执行程序运行起来,就是一个进程。
进程就是运行起来的可执行程序;
线程
每个进程(执行起来的可执行程序),都有一个主线程,这个主线程是惟一的,也就是一个进程中只能有一个主线程
当你执行可执行程序,产生一个进程后,这个主线程就随着这个进程默默启动起来了。
运行这个程序的时候实际上是进程的主线程来调用main 函数中的代码。
主线程与进程唇齿相依。
线程:执行代码的;线程可以理解成一条代码的执行通路。
除了主线程之外,我们可以通过自己写代码来创建其它线程,其它线程走的是别的道路。每创建一个新线程,我们就可以在同一时刻,多干一个不同的事情,
多线程
线程并不是越多越好,每个线程都需要一个独立的堆栈空间(1MB),线程之间切换要保存很多中间状态
切换会耗费本该属于程序运行的时间
总结线程:
1、线程是用来执行代码的
2、把线程理解成一条代码的执行通路,一个新新线程代表一个新通路。
3、一个进程自动包含一个主线程,主线程随着进程默默启并运行,我们可以通过编码来创建多个其它线程。但是创建的数量最大都不建议超过200-300个,至于多少个合适,大家可以在实际项目中不断调整优化。有的时候线程太多效率反而降低
4、因为主线程是自动启动的,所以一个进程中最少也是有一个线程(主线程)的。
5、说白了,多线程程序,可以同时干多个事情,所以运行效率高。但是到底有多高,并不是一个很容易评估和量化的东西。
并发的实现方法
两个或者更多任务(独立任务)同时发生
实现并发的手段:
1、我们通过过个进程实现并发;
2、在单独的进程中,我创建多个线程来实现并发;自己写代码来创建除主线程之外的其它线程
多进程并发:
如账号服务器,游戏逻辑服务器。
服务器进程之间的通讯
进程之间通讯:同一个电脑上:管道;文件;消息队列;共享内存;
不通电脑:socket通信
多线程并发:
在单个进程中,创建了多个线程
线程:像是轻量级的进程,每个进程都有自己的运行路径,但是一个进程中所有的线程共享地址空间(共享内存),全局标量,指针,引用 都可以在线程之间传递;所以,使用多线程开销远远小于多进程
共享内存带来了一个新问题,数据一致性问题;
多进程并发和多进程并发虽然可以混合使用,但是建议,优先考虑多线程技术而不是多进程;
总结
和进程比线程有如下有点:
1、线程启动速度更快,更轻量;
2、系统资源开销少,执行速度更快,比如共享内存这种通讯方式比其他任何通讯方式都快
缺点:
使用有难度
C++11线程库:
以往的多线程代码不能跨平台。
POSIX thread:跨平台,但是需要额外配置。
从C++11开始,C++本身增加了对多线程的支持,意味着可移植性;