进程与线程

什么是多道处理机制

加入abc三个依次执行,可是a阻塞了,就直接不执行a了,直接跳过去执行b,和c,最后在执行a

多道程序设计, 提升了cpu的利用率

进程与线程

进程:本质上就是一个一段程序的运行过程(抽象的概念)

 

线程:最小的执行单元(实例)

 

进程:最小的资源单位(操做系统在分资源时,只能分到进程这里)

 

进程就至关于一个容器,里面能够容纳多个线程

 进程只是把资源集中到一块儿,(进程只是一个资源单位,或者说一个资源集合),而线程才是cpu上的执行单位

 

什么进程

 

假若有两个程序A和B，程序A在执行到一半的过程当中，须要读取大量的数据输入（I/O操做），
    而此时CPU只能静静地等待任务A读取完数据才能继续执行，这样就白白浪费了CPU资源。
    是否是在程序A读取数据的过程当中，让程序B去执行，当程序A读取完数据以后，让
    程序B暂停，而后让程序A继续执行？
    固然没问题，但这里有一个关键词：切换
    既然是切换，那么这就涉及到了状态的保存，状态的恢复，加上程序A与程序B所须要的系统资
    源（内存，硬盘，键盘等等）是不同的。天然而然的就须要有一个东西去记录程序A和程序B
    分别须要什么资源，怎样去识别程序A和程序B等等，因此就有了一个叫进程的抽象
通俗的说就是

想象一位有一手好厨艺的计算机科学家egon正在为他的女儿元昊烘制生日蛋糕。

他有作生日蛋糕的食谱，

厨房里有所需的原料:面粉、鸡蛋、韭菜，蒜泥等。

在这个比喻中：

    作蛋糕的食谱就是程序(即用适当形式描述的算法)

    计算机科学家就是处理器(cpu)

    而作蛋糕的各类原料就是输入数据。

   进程就是厨师阅读食谱、取来各类原料以及烘制蛋糕等一系列动做的总和。

 

什么是线程

 

线程的出现是为了下降上下文切换的消耗，提升系统的并发性，并突破一个进程只能干同样事的缺陷，
使到进程内并发成为可能。

假设，一个文本程序，须要接受键盘输入，将内容显示在屏幕上，还须要保存信息到硬盘中。若只有
一个进程，势必形成同一时间只能干同样事的尴尬（当保存时，就不能经过键盘输入内容）。如有多
个进程，每一个进程负责一个任务，进程A负责接收键盘输入的任务，进程B负责将内容显示在屏幕上的
任务，进程C负责保存内容到硬盘中的任务。这里进程A，B，C间的协做涉及到了进程通讯问题，并且
有共同都须要拥有的东西-------文本内容，不停的切换形成性能上的损失。如有一种机制，可使
任务A，B，C共享资源，这样上下文切换所须要保存和恢复的内容就少了，同时又能够减小通讯所带
来的性能损耗，那就行了。是的，这种机制就是线程。

为何要有多线程

多线程指的是，在一个进程中开启多个线程，简单的讲：若是多个任务共用一块地址空间，那么必须在一个进程内开启多个线程。详细的讲分为4点：

　　1. 多线程共享一个进程的地址空间

      2. 线程比进程更轻量级，线程比进程更容易建立可撤销，在许多操做系统中，建立一个线程比建立一个进程要快10-100倍，在有大量线程须要动态和快速修改时，这一特性颇有用

      3. 若多个线程都是cpu密集型的，那么并不能得到性能上的加强，可是若是存在大量的计算和大量的I/O处理，拥有多个线程容许这些活动彼此重叠运行，从而会加快程序执行的速度。

      4. 在多cpu系统中，为了最大限度的利用多核，能够开启多个线程，比开进程开销要小的多。（这一条并不适用于python）

 

并发,并行

并发:在同一时间间隔内执行(指系统具备处理多个任务的能力,cpu切换)

并行:在同一时刻执行        (同时处理多个任务,)

关系:

并行是并发的一个子集

 

 

 

 

 

2.并发和并行的区别：

     全部的并发处理都有排队等候，唤醒和执行这三个步骤，因此并发是宏观的观念，在微观上他们都是序列被处理的，只不过资源不会在某一个上被阻塞（通常是经过时间片轮转），因此在宏观上多个几乎同时到达的请求同时在被处理。若是是同一时刻到达的请求也会根据优先级的不一样，前后进入队列排队等候执行。

     并发与并行是两个既类似可是却不相同的概念：

         并发性：又称共行性，是指处理多个同时性活动的能力，。

         并行：指同时发生两个并发事件，具备并发的含义。并发不必定并行，也能够说并发事件之间不必定要同一时刻发生。 

     并发的实质是一个物理CPU（也能够是多个物理CPU）在若干个程序之间多路复用，并发性是对有限物理资源强制行使 多用户共享以提升效率。

     并行指两个或两个以上事件或活动在同一时刻发生，在多道程序环境下，并行使多个程序同一时刻可在不一样CPU上同时执行。    

     并发是在同一个cpu上同时（不是真正的同时，而是看来是同时，由于CPU要在多个程序之间切换）运行多个程序。

     并行是每个CPU运行一个程序。

     打个比方：并发就像一我的（CPU）喂两个小孩（程序）吃饭，表面上是两个小孩在吃饭，实际是一我的在喂。

                   并行就是两我的喂两个小孩子吃饭。 

 

 

3.并发、并行和多线程的关系：

     并行须要两个或两个以上的线程跑在不一样的处理器上，并发能够跑在一个处理器上经过时间片进行切换。

 

同步,异步,阻塞,非阻塞

同步与异步

同步: 当一个进程执行到I/O(等待外部数据)的时候,你等待:------同步

异步:                     不等待:一直等到数据接收成功,再回来处理----异步

同步
所谓同步，就是在发出一个功能调用时，在没有获得结果以前，该调用就不会返回。按照这个定义，其实绝大多数函数都是同步调用。可是通常而言，咱们在说同步、异步的时候，特指那些须要其余部件协做或者须要必定时间完成的任务。
异步
#异步的概念和同步相对。当一个异步功能调用发出后，调用者不能马上获得结果。当该异步功能完成后，经过状态、通知或回调来通知调用者。若是异步功能用状态来通知，那么调用者就须要每隔必定时间检查一次，效率就很低（有些初学多线程编程的人，总喜欢用一个循环去检查某个变量的值，这实际上是一 种很严重的错误）。若是是使用通知的方式，效率则很高，由于异步功能几乎不须要作额外的操做。至于回调函数，其实和通知没太多区

阻塞
阻塞调用是指调用结果返回以前，当前线程会被挂起（如遇到io操做）。函数只有在获得结果以后才会将阻塞的线程激活。有人也许会把阻塞调用和同步调用等同起来，实际上他是不一样的。对于同步调用来讲，不少时候当前线程仍是激活的，只是从逻辑上当前函数没有返回而已。
#举例：
#1. 同步调用：apply一个累计1亿次的任务，该调用会一直等待，直到任务返回结果为止，但并未阻塞住（即使是被抢走cpu的执行权限，那也是处于就绪态）;
#2. 阻塞调用：当socket工做在阻塞模式的时候，若是没有数据的状况下调用recv函数，则当前线程就会被挂起，直到有数据为止。

非阻塞
#非阻塞和阻塞的概念相对应，指在不能马上获得结果以前也会马上返回，同时该函数不会阻塞当前线程。
总结

#1. 同步与异步针对的是函数/任务的调用方式：同步就是当一个进程发起一个函数（任务）调用的时候，一直等到函数（任务）完成，而进程继续处于激活状态。而异步状况下是当一个进程发起一个函数（任务）调用的时候，不会等函数返回，而是继续往下执行当，函数返回的时候经过状态、通知、事件等方式通知进程任务完成。

#2. 阻塞与非阻塞针对的是进程或线程：阻塞是当请求不能知足的时候就将进程挂起，而非阻塞则不会阻塞当前进程

同步,异步 ,阻塞,非阻塞