何为并发 博客分类： 并发编程

学习并发编程之前，先了解下何为并发？

 

"并发"在微观上不是同时执行的，只是把时间分成若干段，使多个进程快速交替的执行，从宏观外来看，好像是这些进程都在执行。

 

“并行”：常与并发有混淆的概念：

并行一般是指没有互斥和同步的情况下独立进行同时发生的事件。因此单CPU操作系统的进程/线程严格意义上来说都不能算是并行事件，毕竟它们都要使用同一个CPU，真正的并行出现在多处理器的计算机上，当进程/线程独立运行在不同的CPU上，而且没有不需要共享对象时。粗略的说，没有资源互斥共享的进程和线程都是并行的。

 

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并发编程中，需要理清的概念还有线程，进程，多任务

 

进程是什么呢？直观的讲，进程就是正在执行的程序，一个进程通常就是一个正在执行的应用程序。从Windows角度讲，进程是含有内存和资源并安置线程的地方。进程中的资源可以包括文件句柄、线程、用户资源（对话框或字符串）、GDI资源（设备环境DC和画笔等）等。进程往往与一个任务挂钩，就像上面我们提到的“将”，操作系统负责分配资源让进程率领众线程完成某种任务。也是因此，Windows提供一个叫做“任务管理器”的工具可以让我们查看和管理进程。

所以准确的讲，进程就是一个可执行的程序一次运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。明白进程是系统进行资源分配和调度的单位非常重要，内存和CPU都是系统资源，当一个程序被调入内存开始执行时就变成了进程，此时操作系统便为其分配了这些相关的资源并且负责进行调度。进程是将，这个将直接对操作系统这个国王负责，国王可以分配给他一定的土地和俸禄（对应系统资源）并指派他去完成特定的任务。一个国家日理万机的大将可以有很多，这也就是操作系统多进程的概念，操作系统这个国王负责调兵遣将。

线程是操作系统分配处理器（CPU）时间的基本单元，是系统中最小的执行单元。如前所述，进程如将，线程如兵，操作系统创建并控制进程，进程包含和控制线程。我们知道国王和将帅自己并不去攻城掠地，他们只是坐阵指挥。那么实际上真正进行攻城掠地的是兵（线程）。兵也有自己的资源（系统会为线程初始化一个线程内核对象，还有一块1M左右的内存堆栈）。作为将要善于谋略，善于部署，善于将兵，拥兵十万不如精甲十千。作为兵要众志成城、竭尽全力去完成自己的任务。所以线程不可滥用，进程应当精简（一个进程只需做一个任务就够了）。

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在多CPU的现代计算机中

在同一个时间里，同一个计算机系统中如果允许两个或两个以上的进程处于运行状态，这便是多任务。现代的操作系统几乎都是多任务操作系统，能够同时管理多个进程的运行。 多任务带来的好处是明显的，比如你可以边听mp3边上网，与此同时甚至可以将下载的文档打印出来，而这些任务之间丝毫不会相互干扰。那么这里就涉及到并行的问题，俗话说，一心不能二用，这对计算机也一样，原则上一个CPU只能分配给一个进程，以便运行这个进程。我们通常使用的计算机中只有一个CPU，也就是说只有一颗心，要让它一心多用，同时运行多个进程，就必须使用并发技术。实现并发技术相当复杂，最容易理解的是“时间片轮转进程调度算法”，它的思想简单介绍如下：在操作系统的管理下，所有正在运行的进程轮流使用CPU，每个进程允许占用CPU的时间非常短(比如10毫秒)，这样用户根本感觉不出来CPU是在轮流为多个进程服务，就好象所有的进程都在不间断地运行一样。但实际上在任何一个时间内有且仅有一个进程占有CPU。 
如果一台计算机有多个CPU，情况就不同了，如果进程数小于CPU数，则不同的进程可以分配给不同的CPU来运行，这样，多个进程就是真正同时运行的，这便是并行。但如果进程数大于CPU数，则仍然需要使用并发技术。 
在Windows中，进行CPU分配是以线程为单位的，一个进程可能由多个线程组成，这时情况更加复杂，但简单地说，有如下关系： 

总线程数<= CPU数量：并行运行 

总线程数> CPU数量：并发运行 

并行运行的效率显然高于并发运行，所以在多CPU的计算机中，多任务的效率比较高。但是，如果在多CPU计算机中只运行一个进程(线程)，就不能发挥多CPU的优势。 

 

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那么在多CPU的硬件条件下，一个进程是不是会在多个CPU上运行呢？

其实这还是要明白  进程是系统进行资源分配和调度的单位  线程是操作系统分配处理器（CPU）时间的基本单元，是系统中最小的执行单元

一个进程被分配了独立的资源空间，但里面真正执行的还是一个一个线程，在运行一个进程的时候，它里的若干线程会被空间的CPU调度执行。 所以一个进程会在多CPU上运行，也就是你在一个多CPU上只行动一个程序，也会看到多CPU在不停的切换~