《程序员的自我修养》阅读笔记（二）

     距离上次笔记才过去几天，一会的时间Windows 11就发布了，确实和泄露版是一样的。个人感觉唯一比较新奇的就是内置了安卓模拟器，除此之外就是UI界面的美术风格调整和商城应用的更新，还有对多核性能的小幅度优化（实在是无伤大雅（滑稽））。

操作系统都有啥（二）

    上次吹到了进程的概念，现在该吹线程了。以前想到过一个比喻，自己感觉还挺形象：一个进程就是打开一局英雄联盟，十个线程就相当于游戏里的十个英雄。通过这个例子应该可以理解，线程是属于进程的，一个进程可以有多个线程。

    重点来了，多线程的概念超级超级重要，毕竟很少有软件运行全程就一个线程，然后每次只做一件事（除了你做练习题时写的程序）。那么咱就会疑惑，多个线程在同时运行时，程序不会因为线程的运行不同步发生混乱吗？嘿嘿嘿，当然会！所以就需要有线程调度和锁的概念。

    首先，给线程的状态进行三个定义，分别是运行，就绪，等待。处于运行中的线程可以在一段被分配的时间内使劲执行，这段时间叫做时间片，当时间片耗尽的时候，若这个线程还有需要运算的内容，这个线程就会进入就绪状态，然后解除对CPU的占用，轮到下一个线程使用CPU。若这个线程在时间片用尽前开始等待某事件，这个线程会进入等待状态，当等待的事件全部运行完，这个线程会进入就绪状态。

    除了对CPU资源的调度，多线程还要考虑数据安全，比如：

        现在有两个线程，

        一个是i=1;i=i+1（就叫它T1吧）

        一个是i=i-1（就叫它T2吧）

1.如果在某种情况下，T1运行了一半，T1的寄存器X1存到了AX1=1，   

2.这时T1的时间片用完了，切换到T2运行，T2的寄存器存到AX2=1。

3.然后再到T1，该运行i+1了，AX1=i+1=2。

4.再到T2，AX2=i-1，AX2=0     

5.到最后，AX1将值赋回给i，i的值变成2了

6.然后AX2也将值赋回给i，i的值变成0了。

   还有几种情况，分别会导致最后i的值是0,1,2，出现这种问题是因为运行一条指令的时间不是固定的，在同样的时间片内可能运行不同数量的指令，不过单条指令并不会被中断，我们将不允许被中断的操作称为原子操作，显然单条指令就是原子操作。那么怎么解决这个问题呢？那就是对操作数添加锁，并在访问结束后释放，这个过程称为同步。同步的手段有多种，比如：二元信号量，互斥量，临界区，读写锁，这些方式的目的都是为了保护数据不被多个线程同时使用时紊乱。

文中图片引用自：

《程序员的自我修养》作者：俞甲子，电子工业出版社，2020年11月出版