线程的理解和并发解决方案

Posted 2020-08-11

一，并发和并行的区别

并行：同时做某些事，可以互不干扰的同一时刻做几件事(不一定同时)。
并行：同一时刻做某些事，但是强调同一时刻做了几件事。

并发的解决方案

1，队列，缓冲区
假设只有一个窗口，陆续进入食堂打饭，排队的人就是队列，先进先出，解决资源使用问题。排成的队列，就是缓冲区。

2，争抢

只开一个窗户，可能没有秩序，谁的拳头大是吃饭，拳头大的抢到窗口，打完饭离开，后面的继续争抢再到下一个拳头大的。不管怎么争抢，总会只有一个人占据窗口，这个时候这个窗口只为这个人服务，不再为其他人提供服务，这就是一种锁机制。
争抢是一种高并发的解放方案，但是，不好，因为有人比较弱小，长时间抵不过拳头大的。

3，预处理

如果排长队的原因，是由于每个人打饭等候时间过长，比如要吃的菜没有，要现炒，没打着饭菜不走，锁定占着窗口。
可以提前统计大多数人爱吃的饭菜，最爱吃的80%的饭菜提前做好，保证供应，20%的冷门菜，现做。这样可以大大的减少排队打饭的时间，这种提前加载用户需要的思路，预处理思想，缓存常用。

4，并行

很多人来打饭，一个窗口搞不定，开多个窗户排多个队列，并行打饭。但是多开窗口，就意味着更多打饭的师傅守在窗口提供服务，造成成本的上升。日常可以通过更多服务器，或多开进程，线程实现并行处理，来解决并发问题，注意这些是水平扩展思想。

5，提速

提高单个窗口的打饭速度，也是解决高并发的方式。打饭人员提高工作技能，打饭人员换成手脚麻利的年轻人，或者单个窗口配置更多的服务人员，比如上菜，打饭的由不同的人来做，甚至为每某几个菜配置一个服务人员，都是提速的方法。
提高单个CPU性能，或单个服务器安装更多的CPU。这是一种垂直扩展思想。

6，消息中间件

地铁站外的走廊曲折，缓冲人流，进去之后在多口过安检进站。常见的消息中间件有RabbitMQ，ActiveMQ，RocketMQ，kafka等。
当然还有其他的解决方案比如分布式之类的，但是已经列举了常用的解决方案，不同的并发场景比如秒杀服务，访问量大的网站等是具有不同的策略的，而策略可能就是多种方式的优化组合。
例如食堂多开，开分店(多地)，也可以把食堂修到距离员工最近的地方(就近)等。

二，进程和线程

线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位，一个程序的执行实例就是一个进程。
进程(process)，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。
线程(thread)，有时候也被称为轻量级进程(LightWeight Process，LWP)，是程序执行的最小单元。一个标准的线程由线程ID，当前指令指针，寄存器集合和堆栈组成。
进程和线程区别：
地址空间：同一个进程的线程共享本线程的地址空间，而进城之间则是独立的地址空间。
资源拥有：同一个进程内的线程共享本进程的资源如内存，I/O，CPU等，但是进程之间是独立的。
一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其他进程造成影响，但是一个线程崩溃整个进程都会死掉。多以进程比线程更加健壮。
进程切换时，消耗的资源大，效率高。所以涉及到频繁的切换时，使用线程要优于进程。

线程的状态

状态	含义
就绪(Ready )	线程能够运行，但在等待被调度。可能线程刚刚被创建，或刚刚从阻塞中恢复，或者被其它线程抢占
运行(Runnning)	线程正在运行
阻塞(Blocked)	线程等待外部事件发生而无法运行，如等待I/O操作
终止(Terminated)	线程完成，或退出，或被取消