构造并发程序的三种基本方法
进程
用这种方法,每一个逻辑控制流都是一个进程,由内核来调度维护.由于进程有独立的虚拟地址空间,想要和其余流通讯,控制流必须使用某种显式的进程间通讯机制.程序员
I/O多路复用
在这种形式的并发编程中,应用程序在一个进程的上下文中显式地调度它们本身的逻辑流.逻辑流被模型化为状态机,数据到达文件描述符后,主程序显式地从一个状态转换到另外一个状态.由于程序是一个单独的进程,因此全部的流都共享同一个地址空间.编程
假设要求编写一个echo服务器,它也能对用户从标准输入键入的交互命令作出响应.在这种状况下,服务器必须响应两个相互独立的I/O事件:<font color="red">1)网络客户端发起链接请求</font>,<font color="SeaGreen">2)用户在键盘上键入命令行</font>.咱们先等待哪一个事件呢?没有哪一个选择是理想的.若是在accept中等待一个链接请求,咱们就不能响应输入的命令.相似的,若是在read中等待一个输入命令,咱们就不能响应任何链接请求.服务器
针对这种困境的一个解决办法就是I/O多路复用技术.基本的思路就是使用select函数,要求内核挂起进程,只有一个或多个I/O事件发生后,才将控制返回给应用程序.网络
线程
线程是运行在一个单一进程上下文中的逻辑流,由内核进行调度.你能够把线程当作是其余两种方式的混合体,像进程流同样由内核进行调度,而像I/O多路复用流同样共享同一个虚拟地址空间.并发
在一些重要方面,线程执行是不一样于进程的.由于一个线程的上下文要比一个进程的上下文小得多,线程的上下文切换要比进程的上下文切换快得多.另外一个不一样就是线程不像进程那样,不是按照严格的父子层次来组织的.和一个进程相关的线程组成一个对等(线程)池,独立于其余线程建立的线程.主线程和其余线程的区别仅在于它老是进程中第一个运行的线程.对等(线程)池概念的主要影响是,一个线程能够杀死它的任何对等线程,或者等待它的任意对等线程终止.另外,每一个对等线程都能读写相同的共享数据.函数
构造并发程序的三种基本方法的优劣
进程的优劣
在父进程与子进程间共享状态信息,进程有一个很是清晰的模型: 共享文件表,可是不共享用户地址空间.进程有独立的地址空间既是优势也是缺点.这样一来,一个进程不可能不当心覆盖另外一个进程的虚拟地址,这就消除了许多使人疑惑的错误--这是一个明显的优势.工具
另外一方面,独立的地址空间使得进程共享状态信息变得更加困难.为了共享信息,它们必须使用显式的IPC(进程间通讯).基于进程的设计的另外一个缺点是,它们每每比较慢,由于进程控制和IPC的开销很高.编码
I/O多路复用的优劣
事件驱动设计的一个优势是,它比基于进程的设计给了程序员更多的对程序行为的控制.spa
另外一个优势是,一个基于I/O多路复用的事件驱动服务器是运行在单一进程上下文中的,所以每一个逻辑流都能访问该进程的所有地址空间.这使得流之间共享数据变得很容易.一个与做为单个进程运行相关的优势是,你能够利用熟悉的调试工具来调试你的并发服务器,就像对顺序程序那样.最后,事件驱动设计经常比基于进程的设计要高效不少,由于他们不须要进程上下文切换来调度新的流.命令行
事件驱动设计的一个明显缺点就是编码复杂,随着并发粒度的减少,复杂性还会上升.基于事件的设计另外一个重要缺点是它们不能充分利用多核处理器.