C++并发与多线程(1) | 并发、进程和线程的基本概念

转载自：C++并发与多线程(1) | 并发、进程和线程的基本概念

在未来工作中，如果你需要进行大型的软件开发，就可能有许多的任务需要处理，如果将所有的任务都以串行的方式执行，则整个系统的效率将会非常低下，应用程序的用户体验会非常的差。

一、进程

进程（英语：process），是指计算机中已运行的程序。进程是分时系统的基本运作单位。在面向进程设计的系统（如早期的UNIX，Linux 2.4及更早的版本）中，进程是程序的基本执行实体；

  通俗地说，进程——就是一个可执行程序运行起来了，就叫创建了一个进程。

一、线程

   线程（英语：thread）是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。

    线程的一些性质：

（1）每个进程都有一个主线程，这个主线程是唯一的，也就是一个进程中只能有一个主线程。

（2）当你执行一个可执行程序，产生了一个进程后，这个主线程就随着这个进程默默的启动起来了。

（3）运行这个程序时，实际上是进程中的主线程来执行（调用）这个main函数中的代码；

（4）主线程与进程共存。

三、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，单核CPU（中央处理器）：某一个时刻只能执行一个任务：由操作系统调度，每秒钟进行多次所谓的“任务切换”——并发的“假象”（不是真正的并发）；这种切换（上下文切换）是要有时间开销的，比如操作系统要保存你切换时的各种状态、执行进度等问题，都需要时间，之后切换回来的时候要复原这些信息。

多线程就是一种并发。但是线程并不是越多越好，每个线程，都需要一个独立的堆栈空间（1M），线程之间的切换要保存很多中间状态；切换会耗费本该属于程序运行的时间。

四、线程的总结

（1）线程是用来执行代码的；

（2）把线程理解成一条代码的执行通路，一个新线程代表一条新的通路。

（3）一个进程自动包含一个主线程，主线程随着进程默默地启动并运行，我们可以通过编码来创建多个其他线程（非主线程）；但是创建的数量最大都不建议超过200-300个，至于到底多少个合适，大家在实际的项目中可以不断调整和优化，有时线程太多的时候效率反而会降低。

（4）因为主线程是自动启动的，所以一个进程中最少也是有一个线程（主线程）。

（5）多线程程序可以同时做多个事，所以运行效率高。但是多高，并不是一个很容易评估和量化的东西。

五、并发的实现方法

5.1 实现并发的手段

（1）通过多个进程实现并发。

（2）在单独的进程中，创建多个线程来实现并发——自己写代码来创建除了主线程之外的其他线程。

5.2 多进程并发

进程之间通信：（同一个电脑上：管道，文件，消息队列（C++使用消息队列实现进程间通信），共享内存）；

（不同电脑上：socket通信技术）

5.3 多线程并发

 每个线程都有自己独立的运行路径，但是一个进程中的所有线程共享地址空间（共享内存）——全局变量、指针、引用都可以在线程之间传递，所以使用多线程开销远远小于多进程。

    共享内存带来新问题，数据一致性问题：线程A，线程B，线程A操作B线程的数据，B也操作A的，那么会怎么样？——临界？互斥？

 进程并发和多线程并发虽然可以混合使用，但是建议，优先考虑多线程技术。

5.4 两种并发方式对比

与进程相比，线程有如下优点：
    （1）线程启动速度更快，更轻量级；

    （2）系统资源开销更少，执行速度更快，比如共享内存这种通信方式比任何其他的通信方式都快；

缺点：
（1）使用时有一定难度，要小心处理数据的共享问题。