【C++并发与多线程】 1_并发基本概念及实现，进程、线程基本概念

并发、进程、线程的基本概念和综述

并发

• 两个或者更多的任务（独立的活动）同时发生（进行）：一个程序同时执行多个独立的任务。
• 以往计算机为单核CPU（中央处理器）：某一时刻只能执行一个任务，由操作系统调度，每秒钟进行多次“任务切换”，这并不是真正的并发。同时任务切换需要保存与恢复任务上下文，存在时间开销。
• 随着硬件发展，出现了多处理器（多核）计算机，能够实现真正的并行任务处理（硬件并发）。
• 使用并发的原因：可以同时处理多个任务，提高处理性能。

可执行程序

• 磁盘上的一个文件：

  • window : .exe
  • linux ：具有可执行属性的文件 （-x）

进程

• 运行一个可执行程序得到进程。进程是操作系统资源分配的基本单位。

线程

• 每个进程都有一个唯一的主线程。
• 进程被创建时，主线程启动执行 main 函数。
• 线程中可以继续创建其它非主线程。
• 线程是操作系统调度的基本单位。

学习心得

• 开发多线程程序是商用的必须需求。
• 线程开发有一定难度。
• C++线程会设计到很多新的概念。
• 网络通讯、网络服务中多线程是一定会被用到的。

并发的实现方法

• 通过多个进程实现并发。
• 在单独的进程中，写代码创建除了主线程之外的其它线程实现并发。

多进程并发

• 例：启动word和网页浏览器同时处理不同任务。

• 进程之间的通讯方式

  • 同一电脑：管道、文件、消息队列、共享内存、socket通讯
  • 不同电脑：socket 通讯

多线程并发

• 每个线程可有自己独立的运行路径
• 同一进程中所有线程共享地址空间（共享内存）。全局变量、指针、引用等可以在线程之间传递，通讯开销远远小于进程。
• 线程并不是越多越好，线程需要独立的堆栈空间，同时线程切换时会消耗执行时间。

总结

• 多进程并发和多线程并发可以混合使用，但建议优先考虑多线程技术。

C++11 新标准线程库

• 经典开发方式

  • indow: CreateThread(), _beginthread(),_beginthreadexe()
  • linux ： pthread_create();
  • posix thread (跨平台，需要最基础配置)

• C++11及后续

  • 语言层面支持多线程，意味着可跨平台，减少开发人员工作两。