多线程

Posted 2020-10-13 素染年华

关于Web开发里并发、同步、异步以及事件驱动编程的相关技术

1、异步、多线程、并行

异步、多线程、并行不是同一个概念

线程：是进程中某个单一顺序的控制流。

并行：是同一时刻有多条指令同时被执行，

异步：是让CPU暂时搁置当前请求的响应,处理下一个请求,当通过轮询或其他方式得到回调通知后,开始运行。

多线程将异步操作放入另一线程中运行，通过轮询或回调方法得到完成通知,但是完成端口，由操作系统接管异步操作的调度，通过硬件中断，在完成时触发回调方法，此方式不需要占用额外线程。

异步最终的目的就是给我们带来更高效的时间效应，它是一种结果，而实现这个异步的可能是异步委托，线程池，线程等等，只不过是一种方法或途径罢了。

2、并行、并发

并行（parallelise）同时刻（某点），并发（concurrency）同时间（某段）

3、互斥、同步

互斥：进程间相互排斥使用临界资源；比如写操作；
同步：不是排斥关系而是依赖关系，前一个进程的输出是后一个进程的输入，当第一个进程没有结束时第二个进程必须等待，相互协同完成一些事情；具有同步关系的一组进程并发时发送的消息称为消息或者事件；

摘自：并行和并发、同步和异步的区别

4、ios之GCD 

iOS多线程--彻底学会多线程之『GCD』

并行队列+异步执行

串行队列+同步执行

并行队列+同步执行

串行队列+异步执行

 5、其他

原文：同步、异步、多线程

1、首先明确一点，对于单核CPU，任意一个时刻只有一个线程在运行。那么既然这样，多线程还有什么意义呢？ 举例来说，现在只有一个人，要做好几个任务。单线程就是，任务一个一个地做，必须做完一个任务后，再去做另一个任务。多线程就是一会做这个任务，一会做那个任务，每个任务做一会，不停的切换。显然，最后把所有的任务做完，多线程必定比单线程更耗费时间。为什么？因为，多线程要在不同的任务之间切换，切换肯定是要耗费时间的。那么问题来了，既然多线程比单线程更耗费时间，为什么还要多线程？ 单线程有一个致命的问题，就是一个线程运行的整个过程中，其他线程必须等待，不能响应用户的命令，用户体验太差，好像电脑死机一样。假如单线程，你能想象一下，用户在听歌的时候不能写文档，这种体验也太差了。多线程的时候，单核CPU一会做这个任务，一会做那个任务，切换的时间是毫秒级的，用户完全感觉不出来。从而给用户照成错觉，感觉这些任务并行的运行。

2、同步的使用场景：多个线程同时访问一块数据，也叫共享区。对于多个线程同时访问一块数据的时候，必须使用同步，否则可能会出现不安全的情况。比如数据库中的脏读。但是，多个线程同时访问一块数据，有一种情况不需要同步技术，那就是原子操作，也就是说操作系统在底层保证了操作要么全部做完，要么不做。

3、异步的使用场景：只有一个线程访问当前的数据。比如，观察者模式，没有共享区，主题发生变化，通知观察者更新，主题继续做自己的事情，不需要等待观察者更新完成后再工作

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阻塞和非阻塞关注的是程序在等待调用结果（消息，返回值）时的状态.

阻塞调用是指调用结果返回之前，当前线程会被挂起。调用线程只有在得到结果之后才会返回。
非阻塞调用指在不能立刻得到结果之前，该调用不会阻塞当前线程。

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同步和异步关注的是消息通信机制 (synchronous communication/ asynchronous communication)

所谓同步，就是在发出一个*调用*时，在没有得到结果之前，该*调用*就不返回。但是一旦调用返回，就得到返回值了。
换句话说，就是由*调用者*主动等待这个*调用*的结果。

而异步则是相反，*调用*在发出之后，这个调用就直接返回了，所以没有返回结果。

换句话说，当一个异步过程调用发出后，调用者不会立刻得到结果。而是在*调用*发出后，*被调用者*通过状态、通知来通知调用者，或通过回调函数处理这个调用。

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阻塞和非阻塞，应该描述的是一种状态，同步与非同步描述的是行为方式

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同步阻塞：你打电话问老板有没有某书，老板去查，在老板给你结果之前，你一直拿着电话等待老板给你结果，你此时什么也干不了。
同步非阻塞：你打电话过去后，在老板给你结果之前，你拿着电话等待老板给你结果，但是你拿着电话等的时候可以干一些其他事，比如嗑瓜子。
异步阻塞：你打电话过去后，老板去查，你挂掉电话，等待老板给你打电话通知你，这是异步，你挂了电话后还是啥也干不了，只能一直等着老板给你打电话告诉你结果，这是阻塞。
异步非阻塞：你打电话过去后，你就挂了电话，然后你就想干嘛干嘛去。只用时不时去看看老板给你打电话没。

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线程同步

在一般情况下，创建一个线程是不能提高程序的执行效率的，所以要创建多个线程。但是多个线程同时运行的时候可能调用线程函数，在多个线程同时对同一个内存地址进行写入，由于CPU时间调度上的问题，写入数据会被多次的覆盖，所以就要使线程同步

线程同步：即当有一个线程在对内存进行操作时，其他线程都不可以对这个内存地址进行操作，直到该线程完成操作， 其他线程才能对该内存地址进行操作，而其他线程又处于等待状态。

线程同步的方式和机制

临界区、互斥量、事件、信号量四种方式

临界区（Critical Section）、互斥量（Mutex）、信号量（Semaphore）、事件（Event）的区别

1、临界区：通过对多线程的串行化来访问公共资源或一段代码，速度快，适合控制数据访问。在任意时刻只允许一个线程对共享资源进行访问，如果有多个线程试图访问公共资源，那么在有一个线程进入后，其他试图访问公共资源的线程将被挂起，并一直等到进入临界区的线程离开，临界区在被释放后，其他线程才可以抢占。

2、互斥量：采用互斥对象机制。 只有拥有互斥对象的线程才有访问公共资源的权限，因为互斥对象只有一个，所以能保证公共资源不会同时被多个线程访问。互斥不仅能实现同一应用程序的公共资源安全共享，还能实现不同应用程序的公共资源安全共享

3、信号量：它允许多个线程在同一时刻访问同一资源，但是需要限制在同一时刻访问此资源的最大线程数目

4、事 件： 通过通知操作的方式来保持线程的同步，还可以方便实现对多个线程的优先级比较的操作