7、现代编程语言中的并发模型与线程问题解析

现代编程语言中的并发模型与线程问题解析

1. 并发模型概述

在过去的50年里，提出了许多理论方案，其中一些已在现代编程语言中实现。这些模型为程序中的并发活动提供了不同的结构化和协调方法。以下是一些在工作中可能会遇到的并发模型：
- Go语言 ：Go语言的并发特性基于通信顺序进程（CSP）模型。在CSP中，进程通过被称为通道的通信抽象来发送消息进行同步。在Go里，并发的基本单位是goroutine，goroutine通过无缓冲或有缓冲的通道发送消息进行通信。无缓冲通道用于同步发送者和接收者，因为只有当两个goroutine都准备好交换数据时，通信才会发生。
- Erlang ：Erlang实现了并发的参与者模型。参与者是轻量级进程，没有共享状态，它们通过异步向其他参与者发送消息进行通信。参与者使用邮箱或队列来缓冲消息，并可以使用模式匹配来选择要处理的消息。
- Node.js ：Node.js避免使用多线程，而是采用由事件循环管理的单线程非阻塞模型。当需要进行I/O操作（如访问数据库）时，Node.js会发起操作，但不会等待其完成。操作会委托给操作系统异步执行，完成后结果会作为回调放在主线程的栈中，随后在事件循环中执行。这种模型对于频繁进行I/O请求的代码很有效，因为它避免了线程创建和管理的开销。然而，如果代码需要执行CPU密集型操作（如对大列表进行排序），由于只有一个线程，会阻塞所有其他请求，直到排序完成，这通常不是理想的情况。

2. 线程基础

每个软件进程默认都有一个执行线程，这是操作系统在调度进程执行时管理的线程。以Java为例，