《c++ concurrency in action》讀書筆記1

1. 什麼是併發
通俗來講，併發指兩個或者多個獨立的事件(活動)同時發生。好比，一邊走路一邊說話，兩個手同時作不一樣的事情。
計算機系統的併發是指一個系統並行處理多個獨立的事件(活動), 而不是按順序或者一個接一個的處理。 在單處理器單核系統中經過task switching的方式實現併發。在多處理器或者多核計算機中，能夠實現真正意義的併發，咱們將其稱爲硬件併發。在硬件併發的機器上，task switching也是常常發生的，這是由於併發的做業數，可能會多於硬件線程數。
下圖描述的是4個task在兩個core上運行的場景：

 

2. 併發的方式
多進程併發：即將應用分紅多個獨立的單線程的進程服務

缺點：通訊複雜耗時，操做系統開銷較大。

優勢：更容易寫出安全的併發代碼，能夠將進程分配到獨立的機器上，經過網路通訊。
多線程併發：

同一個進程中全部線程共享地址空間，（儘管也能夠在多進程間共享memory, 但創建複雜，且不易於管理，這是由於相同數據的內存地址，在不一樣進程中並不須要同樣）

優勢：系統開銷更小，通訊開銷小

缺點：須要解決多線程間數據一致性問題。

 

3. 爲何使用併發

使用併發主要是基於兩個緣由，separation of concerns 和性能。

separation of concerns: 將相關的代碼組織在一塊兒，將不相關的代碼分開，讓程序易於理解和測試，進而減小bug

 

4. 何時不使用併發

當併發帶來的好處不值得cost時，就不該該使用併發。由於使用併發的代碼更難以理解，編寫和維護，並且可能會有更多的bug。

須要注意的是：

a. 併發帶來的性能提高，可能沒有預期的那麼大，由於線程也會帶來許多額外的開銷（操做系統須要分配內核資源，棧空間，並增長新的線程到調度器中，這些都會增長時間）

b. 線程是有限的資源，當線程數量太可能是會致使整個系統運行變慢. 甚至，由於每一個線程有獨立的棧空間，大量的線程會耗盡可用的memory或者進程的地址空間, 特別對32位的進程來講，可用的地址空間爲4GB， 在許多系統中每一個線程有1M的棧空間， 4096個線程就會耗盡地址空間。

c. 線程越多，操做系統要作的上下文切換越多。

 

5. C++中的併發與多線程

C++11中，一個重要的feature就是對多線程的支持，不只包括全新的線程感知內存模型，還擴展了線程管理，共享數據保護，線程間的同步和原子操做。

C++11在多線程方面的性能，相對低層api,  c++庫額外的開銷是抽象帶來的開銷，但c++線程庫設計的一個目標即這種性能損耗不多或沒有。

對於一些平臺特有的特性，可以使用native_handle調用.

6. 例子 hello world