進程與線程

什麼是多道處理機制

加入abc三個依次執行,可是a阻塞了,就直接不執行a了,直接跳過去執行b,和c,最後在執行a

多道程序設計, 提升了cpu的利用率

進程與線程

進程:本質上就是一個一段程序的運行過程(抽象的概念)

 

線程:最小的執行單元(實例)

 

進程:最小的資源單位(操做系統在分資源時,只能分到進程這裏)

 

進程就至關於一個容器,裏面能夠容納多個線程

 進程只是把資源集中到一塊兒,(進程只是一個資源單位,或者說一個資源集合),而線程纔是cpu上的執行單位

 

什麼進程

 

假若有兩個程序A和B，程序A在執行到一半的過程當中，須要讀取大量的數據輸入（I/O操做），
    而此時CPU只能靜靜地等待任務A讀取完數據才能繼續執行，這樣就白白浪費了CPU資源。
    是否是在程序A讀取數據的過程當中，讓程序B去執行，當程序A讀取完數據以後，讓
    程序B暫停，而後讓程序A繼續執行？
    固然沒問題，但這裏有一個關鍵詞：切換
    既然是切換，那麼這就涉及到了狀態的保存，狀態的恢復，加上程序A與程序B所須要的系統資
    源（內存，硬盤，鍵盤等等）是不同的。天然而然的就須要有一個東西去記錄程序A和程序B
    分別須要什麼資源，怎樣去識別程序A和程序B等等，因此就有了一個叫進程的抽象
通俗的說就是

想象一位有一手好廚藝的計算機科學家egon正在爲他的女兒元昊烘製生日蛋糕。

他有作生日蛋糕的食譜，

廚房裏有所需的原料:麪粉、雞蛋、韭菜，蒜泥等。

在這個比喻中：

    作蛋糕的食譜就是程序(即用適當形式描述的算法)

    計算機科學家就是處理器(cpu)

    而作蛋糕的各類原料就是輸入數據。

   進程就是廚師閱讀食譜、取來各類原料以及烘製蛋糕等一系列動做的總和。

 

什麼是線程

 

線程的出現是爲了下降上下文切換的消耗，提升系統的併發性，並突破一個進程只能幹同樣事的缺陷，
使到進程內併發成爲可能。

假設，一個文本程序，須要接受鍵盤輸入，將內容顯示在屏幕上，還須要保存信息到硬盤中。若只有
一個進程，勢必形成同一時間只能幹同樣事的尷尬（當保存時，就不能經過鍵盤輸入內容）。如有多
個進程，每一個進程負責一個任務，進程A負責接收鍵盤輸入的任務，進程B負責將內容顯示在屏幕上的
任務，進程C負責保存內容到硬盤中的任務。這裏進程A，B，C間的協做涉及到了進程通訊問題，並且
有共同都須要擁有的東西-------文本內容，不停的切換形成性能上的損失。如有一種機制，可使
任務A，B，C共享資源，這樣上下文切換所須要保存和恢復的內容就少了，同時又能夠減小通訊所帶
來的性能損耗，那就行了。是的，這種機制就是線程。

爲何要有多線程

多線程指的是，在一個進程中開啓多個線程，簡單的講：若是多個任務共用一塊地址空間，那麼必須在一個進程內開啓多個線程。詳細的講分爲4點：

　　1. 多線程共享一個進程的地址空間

      2. 線程比進程更輕量級，線程比進程更容易建立可撤銷，在許多操做系統中，建立一個線程比建立一個進程要快10-100倍，在有大量線程須要動態和快速修改時，這一特性頗有用

      3. 若多個線程都是cpu密集型的，那麼並不能得到性能上的加強，可是若是存在大量的計算和大量的I/O處理，擁有多個線程容許這些活動彼此重疊運行，從而會加快程序執行的速度。

      4. 在多cpu系統中，爲了最大限度的利用多核，能夠開啓多個線程，比開進程開銷要小的多。（這一條並不適用於python）

 

併發,並行

併發:在同一時間間隔內執行(指系統具備處理多個任務的能力,cpu切換)

並行:在同一時刻執行        (同時處理多個任務,)

關係:

並行是併發的一個子集

 

 

 

 

 

2.併發和並行的區別：

     全部的併發處理都有排隊等候，喚醒和執行這三個步驟，因此併發是宏觀的觀念，在微觀上他們都是序列被處理的，只不過資源不會在某一個上被阻塞（通常是經過時間片輪轉），因此在宏觀上多個幾乎同時到達的請求同時在被處理。若是是同一時刻到達的請求也會根據優先級的不一樣，前後進入隊列排隊等候執行。

     併發與並行是兩個既類似可是卻不相同的概念：

         併發性：又稱共行性，是指處理多個同時性活動的能力，。

         並行：指同時發生兩個併發事件，具備併發的含義。併發不必定並行，也能夠說併發事件之間不必定要同一時刻發生。 

     併發的實質是一個物理CPU（也能夠是多個物理CPU）在若干個程序之間多路複用，併發性是對有限物理資源強制行使 多用戶共享以提升效率。

     並行指兩個或兩個以上事件或活動在同一時刻發生，在多道程序環境下，並行使多個程序同一時刻可在不一樣CPU上同時執行。    

     併發是在同一個cpu上同時（不是真正的同時，而是看來是同時，由於CPU要在多個程序之間切換）運行多個程序。

     並行是每個CPU運行一個程序。

     打個比方：併發就像一我的（CPU）喂兩個小孩（程序）吃飯，表面上是兩個小孩在吃飯，實際是一我的在喂。

                   並行就是兩我的喂兩個小孩子吃飯。 

 

 

3.併發、並行和多線程的關係：

     並行須要兩個或兩個以上的線程跑在不一樣的處理器上，併發能夠跑在一個處理器上經過時間片進行切換。

 

同步,異步,阻塞,非阻塞

同步與異步

同步: 當一個進程執行到I/O(等待外部數據)的時候,你等待:------同步

異步:                     不等待:一直等到數據接收成功,再回來處理----異步

同步
所謂同步，就是在發出一個功能調用時，在沒有獲得結果以前，該調用就不會返回。按照這個定義，其實絕大多數函數都是同步調用。可是通常而言，咱們在說同步、異步的時候，特指那些須要其餘部件協做或者須要必定時間完成的任務。
異步
#異步的概念和同步相對。當一個異步功能調用發出後，調用者不能馬上獲得結果。當該異步功能完成後，經過狀態、通知或回調來通知調用者。若是異步功能用狀態來通知，那麼調用者就須要每隔必定時間檢查一次，效率就很低（有些初學多線程編程的人，總喜歡用一個循環去檢查某個變量的值，這實際上是一 種很嚴重的錯誤）。若是是使用通知的方式，效率則很高，由於異步功能幾乎不須要作額外的操做。至於回調函數，其實和通知沒太多區

阻塞
阻塞調用是指調用結果返回以前，當前線程會被掛起（如遇到io操做）。函數只有在獲得結果以後纔會將阻塞的線程激活。有人也許會把阻塞調用和同步調用等同起來，實際上他是不一樣的。對於同步調用來講，不少時候當前線程仍是激活的，只是從邏輯上當前函數沒有返回而已。
#舉例：
#1. 同步調用：apply一個累計1億次的任務，該調用會一直等待，直到任務返回結果爲止，但並未阻塞住（即使是被搶走cpu的執行權限，那也是處於就緒態）;
#2. 阻塞調用：當socket工做在阻塞模式的時候，若是沒有數據的狀況下調用recv函數，則當前線程就會被掛起，直到有數據爲止。

非阻塞
#非阻塞和阻塞的概念相對應，指在不能馬上獲得結果以前也會馬上返回，同時該函數不會阻塞當前線程。
總結

#1. 同步與異步針對的是函數/任務的調用方式：同步就是當一個進程發起一個函數（任務）調用的時候，一直等到函數（任務）完成，而進程繼續處於激活狀態。而異步狀況下是當一個進程發起一個函數（任務）調用的時候，不會等函數返回，而是繼續往下執行當，函數返回的時候經過狀態、通知、事件等方式通知進程任務完成。

#2. 阻塞與非阻塞針對的是進程或線程：阻塞是當請求不能知足的時候就將進程掛起，而非阻塞則不會阻塞當前進程

同步,異步 ,阻塞,非阻塞