【C++】并发、进程、线程（初识）

目录

（一）并发、进程、线程

1、并发

1.1. 以往的计算机：

1.2. 硬件发展后的计算机：

1.3. 使用并发的原因：

2、可执行程序

2.1. 磁盘上的一个文件：

2.2. 可执行程序是可以运行的：

3、进程（执行起来的可执行程序）

4、线程

4.1. 每个进程，都有一个主线程

4.2. 主线程随着进程的启动而启动

4.3. 可以自己创建其他线程

4.4. 多线程（并发）

（二）并发的实现方法

1、实现并发的手段：

1.1. 多进程并发

1.2. 多线程并发：单个进程中，创建多个线程

1.3. 多进程并发和多线程并发可以混合使用，但是建议 优先考虑多线程技术手段

（三）进程、线程的比较

1、线程的优点如下：

2、线程的缺点如下：

（四）C++ 11 新标准线程库

1、以往：

2、C++ 11 新标准：

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（一）并发、进程、线程

1、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。

1.1. 以往的计算机：

       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，每秒钟进行多次所谓的“任务切换”。

       这种属于并非是真正的并发，是一种并发的假象；这种切换（上下文切换）是有时间开销的，比如操作系统要保存你切换时的各种状态、执行进度等信息，都需要时间，一会儿切换回来的时候需要复原这些信息。

1.2. 硬件发展后的计算机：

       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（多个CPU）：双核、四核、八核、十核...。

       能够实现真正的并行执行多个任务（硬件并发）。

1.3. 使用并发的原因：

       主要是同时可以干多个事，提高性能。

2、可执行程序

2.1. 磁盘上的一个文件：

       Windows下，一个扩展名为 .exe 的文件。

       Linux下，ls  -la，或者rwxrwxrwx（x是执行权限）。

2.2. 可执行程序是可以运行的：

       Windows下，双击一个可执行程序打开。

       Linux下， ./文件名 的方式打开可执行程序。

3、进程（执行起来的可执行程序）

       进程，就是一个可执行程序运行起来了，即：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

4.1. 每个进程，都有一个主线程

       这个主线程是唯一的，即：一个进程中只能有一个主线程。

4.2. 主线程随着进程的启动而启动

       执行可执行程序时，产生了一个进程，这个主线程随着这个进程默默启动起来了。

【补充】Ctrl + F5 运行这个程序时，实际上是进程的主线程来调用（执行）main函数中的代码。

       线程，用于执行代码的，可以理解为 一条代码的执行道路（通路）。

4.3. 可以自己创建其他线程

       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，其他线程走的是别的道路，甚至去不同的地方。

       每创建一个线程，在同一时刻，我就可以多干一件不同的事（多走一条不同的代码执行路径）。

4.4. 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。

       创建的数量最大不建议超过200-300个，至于具体多少个合适，要在实际项目中不断调整优化。

（二）并发的实现方法

       两个或者多个任务（独立的活动）同时发生（进行）。

1、实现并发的手段：

1.1. 多进程并发

       （1）Word启动之后是一个进程，IE浏览器启动之后是一个进程。

       （2）服务器进程之间的通信（eg：账号服务器，游戏服务器）。

       （3）进程之间的通信

              （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）

1.2. 多线程并发：单个进程中，创建多个线程

       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 ]

       共享内存带来新的问题：数据一致性问题；线程a，线程b

1.3. 多进程并发和多线程并发可以混合使用，但是建议 优先考虑多线程技术手段

（三）进程、线程的比较

同进程比，

1、线程的优点如下：

（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：共享内存对通信方式 比任何其他的通信方式 都快）。

2、线程的缺点如下：

（1）使用有一定难度，要小心处理数据的一致性问题。

（四）C++ 11 新标准线程库

1、以往：

1.1. Windows和Linux

       Windows下：CreateThread()， _beginthread()， _beginthreadexe() 创建线程

       Linux下：pthread_create() 创建线程

       临界区，互斥量

1.2. 以往多线程代码不能跨平台，存在跨平台

       POSIX thread(pthread)：跨平台，需要做一番不大方便的配置

2、C++ 11 新标准：

       增加对多线程的支持，具备可移植性（跨平台）。