C++11多线程 并发、进程、线程基本概念和综述

x33g5p2x  于2022-03-06 转载在 其他  
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1、并发、线程、进程的概念

1.1并发

两个或者多个任务(独立的活动)同时发生:一个程序同时执行多个独立的任务;

单核CPU的计算机在某一个时刻只能执行一个任务,由操作系统调度,进行多次的“任务切换”,产生并发的假象(不是真正的并发);这种切换是要有时间开销的,比如操作系统要保存切换时的各种状、执行进度等信息,切换回来时要复原这些信息。

随着硬件的发展,出现了多处理器计算机(用于服务器和高性能计算领域);台式机:在一块芯片上有多核,能够实现真正的并行执行多个任务(硬件并发)。

使用并发的动机:主要就是同时可以干多个事,提高性能。

1.2可执行程序

磁盘上的一个文件,如windovs下一个扩展名为.exe。

1.3进程

运行起来的可执行程序,一个可执行程序运行起来了,就创建了一个进程。

1.4线程

a)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。

b)当执行程序,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;ctrl+f5运行程序的时候,实际上是进程的主线程来调用这个main()函数中的代码。

主线程与进程唇齿相相依的关系,有你必然有我;

线程:用来执行代码的;线程这个东西理解成一条代码的执行通路;

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,其他线程运行其他的道路,每创建一个新线程,就可以在同一个时刻,多走一条不同的代码执行路径。

多线程(并发)

线程不是越多越好,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。

总结线程:

a)线程是用来执行代码的;

b)把线程这个东西理解成一条代码的执行通路(道路),一个新线程代表一条新的通路;

c)一个进程自动包含一个主线程,主线程随着进程默的启动,我们可以创建多个其他线程(非主线程)。但是创建的数量不建议超过200-300个,至于到底多少个合适,在实际的项目中可以不断调整和优化,有时候线程太多的时候效率反而会降低,因为上下文切换会占用大量时间。

d)因为主线程是自动启动的,所以一个进程中最少也有一个线程。

e)说白了:多线程程序可以同时干多个事,所以运行效率高。但是到底有多高,不是一个很易评估和量化的东西;大家仍旧需要在实际项目中进行体会和调整优化。

1.5学习心得

开发多线程:实力的体现,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。

C线程会涉及很多新概念,对于C道路上的成长特别关键,不要急于求成;

网络通讯,网络服务器,网络方向。多线程是绝对绕不开的,必须得学。

二、并发的实现方法

实现并发的手段:

a)通过多个进程实现并发。

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

2.1多进程并发

word启动后就是进程,IE浏览器启动后也是个进程。

账号服务器,游戏逻辑服务器。服务器讲程之间通信。

进程之间通信(同一个电脑上:管道,文件,消息对列,共享内存;不同电脑上:socket通信技术)

2.2多线程并发

单个进程中,创建了多个线程

线程: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;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;

多进程并发和多线程并发虽然可以混合使用,但建议,优先考虑多线程技术手段而不是多进程。

本章中,只讲多线程并发开发技术,后续谈到的并发,都只的是多线程并发。

2.3总结

和进程比,线程如下优点:

(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:使用有一定难度,要小心处理据的一致性问题。

三、C++11新标准线程库

windows可以通过createThread()、_beginthred(),_beginthredexe()创建线程;linux:pthread_create()创建线程;但是这种多线程代码不能跨平台。

通过POSIX(pthread)库跨平台;需要做一番配置,所以用起来它也很不方便。

从C11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),这大大减少开发人员工作量了。

注:该文是C++11并发多线程视频教程笔记,详情可学习:https://study.163.com/course/courseMain.htm?courseId=1006067356

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