關於Concurrent的幾個概念

1.1 同步和異步 首先這裏說的同步和異步是指函數/方法調用方面。 很明顯，同步調用會等待方法的返回，異步調用會瞬間返回，可是異步調用瞬間返回並不表明你的任務就完成了，他會在後臺起個線程繼續進行任務。   1.2 併發和並行 併發和並行在外在表象來講，是差很少的。由圖所示，並行則是兩個任務同時進行，而併發呢，則是CPU在多個任務間的切換執行，一會作任務1，一會又切換作任務2。單個cpu是不能作並行的，只能經過CPU時鐘片的切換作併發。 1.3 臨界區 臨界區用來表示一種公共資源或者說是共享數據，能夠被多個線程使用，可是每一次，只能有一個線程使用它，一旦臨界區資源被佔用，其餘線程要想使用這個資源，就必須等待。   1.4 阻塞和非阻塞 阻塞和非阻塞一般形容多線程間的相互影響。好比一個線程佔用了臨界區資源，那麼其它全部須要這個資源的線程就必須在這個臨界區中進行等待，等待會致使線程掛起。這種狀況就是阻塞。此時，若是佔用資源的線程一直不肯意釋放資源，那麼其它全部阻塞在這個臨界區上的線程都不能工做。 非阻塞容許多個線程同時進入臨界區。 因此阻塞的方式，通常性能不會太好。根據通常的統計，若是一個線程在操做系統層面被掛起，作了上下文切換了，一般狀況須要8W個時間週期來作這個事情。   1.5 死鎖、飢餓、活鎖 所謂死鎖：是指兩個或兩個以上的進程在執行過程當中，因爲競爭資源或者因爲彼此通訊而形成的一種阻塞的現象，若無外力做用，它們都將沒法推動下去。此時稱系統處於死鎖狀態或系統產生了死鎖，這些永遠在互相等待的進程稱爲死鎖進程。就如同下圖中的車都想前進，卻誰都沒法前進。 可是死鎖雖然說是很差的現象，可是它是一個靜態的問題，一旦發生死鎖，進程被卡死，cpu佔有率也是0，它不會佔用cpu，它會被調出去。相對來講仍是比較好發現和分析的。 與死鎖相對應的是活鎖。活鎖，指事物1可使用資源，但它讓其餘事物先使用資源；事物2可使用資源，但它也讓其餘事物先使用資源，因而二者一直謙讓，都沒法使用資源。 舉個例子，就如同你在街上遇到我的，恰好他朝着你的反方向走，與你正面碰到，大家都想讓彼此過去。你往左邊移，他也往左邊移，兩人仍是沒法過去。這時你往右邊移，他也往右邊移，如此循環下去。 一個線程在取得了一個資源時，發現其餘線程也想到這個資源，由於沒有獲得全部的資源，爲了不死鎖把本身持有的資源都放棄掉。若是另一個線程也作了一樣的事情，他們須要相同的資源，好比A持有a資源，B持有b資源，放棄了資源之後，A又得到了b資源，B又得到了a資源，如此反覆，則發生了活鎖。活鎖會比死鎖更難發現，由於活鎖是一個動態的過程。 飢餓是指某一個或者多個線程由於種種緣由沒法得到所須要的資源，致使一直沒法執行。 2.1 Amdahl定律 定義了串行系統並行化後的加速比的計算公式和理論上限 加速比定義：加速比=優化前系統耗時/優化後系統耗時 舉個例子： 加速比=優化前系統耗時/優化後系統耗時=500/400=1.25 這個定理代表：增長CPU處理器的數量並不必定能起到有效的做用，提升系統內可並行化的模塊比重，合理增長並行處理器數量，才能以最小的投入，獲得最大的加速比。 2.2 Gustafson定律 說明處理器個數，串行比例和加速比之間的關係 則加速比=n-F(n-1) //推導過程略 只要有足夠的並行化，那麼加速比和CPU個數成正比