并发基本概念及实现，进程、线程基本概念

一、并发、进程、线程的基本概念和综述

    并发，进程，线程要求必须掌握

1、并发

       两个或更多的任务（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（*处理器）：某一个时刻只能执行一个任务：由操作系统调度，每秒中进行多次所谓的“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。执行进度等信息，都需要时间，一会切换回来的时候要复原这些信息。

　　硬件发展，出现了多处理器计算机：用于服务器和高性能计算。

　　台式机：在一块芯片上有多核（多个）cpu:双核，4核，8核…；能够实现真正的并行执行多个任务（硬件并发）。

　　使用并发的原因：主要就是同时可以干多个事，提高性能。

2、可执行程序

　　磁盘上的一个文件,windows下，一个扩展名为.exe的。linux，ls –la,rwxrwxrwx（x执行权限）。

3、进程

　　可执行程序是能够运行的。

       进程，就是一个可执行程序运行起来，就叫创建了一个进程。

       进程就是运行起来了的可执行程序。

4、线程

　　每个进程（执行起来的可执行程序），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。

       当你执行的一个可执行程序，产生了一个进程后，这个主线程就随着这个进行默默的启动起来了。

       运行这个程序的时候，实际上是进程的主线程来执行（调用）这个mian函数中的代码。

       主线程与进程唇齿相依，有你必有我，有我必有你，没有我必然没有你。

       线程：用来执行代码的；

       线程这个东西可以理解为 一条diamante的执行通路（道路）；

 

       主线程开始执行如下main()函数

 main()
{
    // …各种代码

    return;
}

　　主线程执行完了main中的return 后，表示整个进程运行完毕，此时主线程结束运行，整个进程也结束运行。

　　除了主线程之外，我们可以通过自己写代码来创建其他线程，其他线程走别的道路，甚至去不同的地方。

　　每创建一个新的线程，我就可以在同一个时刻，多干一件不同的事（多走一条不同的代码执行路径）。

　　多线程（并发）

　　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；

总结线程：

　　线程是用来执行代码的；

　　把线程这个东西理解为一条代码的执行通路（道路），一个新线程代表一个新通路。

　　一个进程自动包含一个主线程，主线程随着进程默默的启动运行；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，有的时候线程太多的时候效率反而会降低

　　因为主线程是自动启动的，所以一个进程中最少有一个线程（主线程）。

　　多线程可以同时干多个事，所以运行效率高。但是到底有多高，并不是一个很容易评估和量化的东西。

5、学习心得

       开发多线程程序：实力的体现。一个是商用的必须需求；

       线程开发有一定难度。实现代码更复杂。理解上更难一些，需要一定的学习时间。

       网络通讯、网络服务器、网络方向，必须学习多线程。

二、并发的实现方法

　　两个或多个任务（独立的活动）同时发生（进行）。

　　实现并发的手段：

　　  a)我们通过多个进行实现并发；

　　  b)在单独的进程中，创建多个线程来实现并发；自己写代码创建除了主线程之外的其他线程；

1、多进程并发

       账号服务器、游戏逻辑服务器。服务器进程之间的通信。

       进程之间通信（同一个电脑上：管道、文件、消息队列、共享内存）；

       不同电脑上，socket通信技术；

2、多线程并发

       单个进程中创建了多个线程。

       线程：感觉像轻量级的进程。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；使用多线程开销远远小于多进程。

       共享内存带来了新问题，数据一致性问题；线程a，线程b；

       多进程并发和多线程并发虽然可以混合使用，但是建议优先使用多线程技术手段而不是多进程。

3、总结

    和进程相比，线程有如下有点：

    （1）线程启动速度快，更轻量级

    （2）系统资源开销更小，执行速度更快，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）使用有一定难度，要小心处理数据的一致性问题。

 

三、c++11 新标准线程库

    以往：windows:createthread(),_beginthread(),_beginthreadex()

    linux:pthread_create()：创建线程

    临界区，互斥量；

    以往的多线程代码不同跨平台；

    posix thread(pthread):跨平台，需要做一切配置，不是很方便

    从c++11 新标准，c++语言本身增加对多线程的支持，意味着可移植性（跨平台）,大大减少开发人员工作量；