本人初入golang開發(fā)方向，目前剛?cè)腴T。在代碼開發(fā)過程中，需要提前了解一下進(jìn)程、線程、多線程、并發(fā)、并行等專業(yè)知識(shí)的概念。

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        首先，并行與并發(fā)都是程序多線程處理場(chǎng)景，因此，一旦提到并行與并發(fā)，那首先想到的是多線程。

        那么說到多線程，首先要了解一下什么是進(jìn)程，什么是線程？

進(jìn)程

        狹義理解就是操作系統(tǒng)中一段程序的執(zhí)行過程。那么廣義上，進(jìn)程是指一個(gè)具有一定獨(dú)立功能的程序操作系統(tǒng)中關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合進(jìn)行的一次運(yùn)行活動(dòng)。是操作系統(tǒng)程序動(dòng)態(tài)執(zhí)行的基本單元。在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中，進(jìn)程既是一個(gè)操作系統(tǒng)的基本分配單元，也是操作系統(tǒng)的基本執(zhí)行單元。

     1、首先，進(jìn)程是一個(gè)實(shí)體，每一個(gè)進(jìn)程都有自己對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)分配的內(nèi)存地址，一般情況下，包括文本區(qū)域（text region）、數(shù)據(jù)區(qū)域（data region）和堆棧（stack region）。文本區(qū)域存儲(chǔ)處理器執(zhí)行的代碼；數(shù)據(jù)區(qū)域存儲(chǔ)變量和進(jìn)程執(zhí)行期間使用的動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存；堆棧區(qū)域存儲(chǔ)著活動(dòng)過程調(diào)用的指令和本地變量；

   2、進(jìn)程可以理解為一個(gè)正在執(zhí)行的程序，程序是一個(gè)靜態(tài)的沒有生命體征的實(shí)體，而經(jīng)過操作系統(tǒng)處理對(duì)其賦予生命時(shí)(即調(diào)用程序執(zhí)行操作)，這個(gè)程序才可以變?yōu)橐粋€(gè)活動(dòng)的、有生命體征的實(shí)體，即進(jìn)程。

   3、進(jìn)程共有三種狀態(tài)：就緒、阻塞和運(yùn)行。

       （1）、就緒態(tài)：就緒狀態(tài)是指程序已達(dá)到可以運(yùn)行的狀態(tài)，只等CPU分配資源就可以運(yùn)行的狀態(tài)。

       （2）、阻塞態(tài)：當(dāng)程序運(yùn)行條件沒有滿足時(shí)，需要等待條件滿足時(shí)候才能執(zhí)行時(shí)所處的狀態(tài)，如等待i/o操作時(shí)候，此刻的狀態(tài)就叫阻塞態(tài)。

       （3）、運(yùn)行態(tài)：進(jìn)程占用CPU，并在CPU上運(yùn)行。即程序正在運(yùn)行時(shí)所處的狀態(tài)。

       進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換在此處不在贅述，請(qǐng)看下一篇文章。

程序

   程序是指系統(tǒng)指令和數(shù)據(jù)的有序集合，是一個(gè)靜態(tài)的實(shí)體，不存在運(yùn)行狀態(tài)的概念。

   進(jìn)程與程序的概念：

   1、進(jìn)程是程序運(yùn)行所處的狀態(tài)實(shí)體名稱，是一個(gè)動(dòng)態(tài)概念。

   2、進(jìn)程包含程序，進(jìn)程的執(zhí)行離不開程序，二進(jìn)程的文本區(qū)域就是代碼區(qū)，即程序存儲(chǔ)的區(qū)域。

線程

    線程是進(jìn)程中執(zhí)行運(yùn)算的最小單元，是操作系統(tǒng)執(zhí)行處理機(jī)制的基本單位。每個(gè)進(jìn)程至少有一個(gè)線程，線程可以利用進(jìn)程所擁有的資源執(zhí)行調(diào)度和運(yùn)算。

     在引入線程的操作系統(tǒng)中，通常都是把進(jìn)程作為分配資源的基本單位，而把線程作為獨(dú)立運(yùn)行和獨(dú)立調(diào)度的基本單位，線程可以在一個(gè)進(jìn)程中進(jìn)行切換，占用資源開銷小，能更高效的提高系統(tǒng)多個(gè)程序間并發(fā)執(zhí)行的程度。

     線程既可以有操作系統(tǒng)內(nèi)核控制調(diào)度，也可以由用戶程序控制調(diào)度。

進(jìn)程與線程的對(duì)比

    1、進(jìn)程是操作系統(tǒng)資源分配的基本單位，所有與該進(jìn)程有關(guān)的資源，均會(huì)被記錄在進(jìn)程控制塊PCB中，以表示該進(jìn)程所擁有的資源。同一進(jìn)程下的所有線程共享該進(jìn)程下的所有資源。

   2、線程是分配處理機(jī)的基本單位，與系統(tǒng)資源分配無關(guān)。事實(shí)上，正在在處理機(jī)上運(yùn)行的是線程，并非進(jìn)程。

   3、一個(gè)線程只能屬于一個(gè)進(jìn)程，而一個(gè)進(jìn)程可以有多個(gè)線程，但至少有一個(gè)線程。

   4、線程在執(zhí)行的時(shí)候需要協(xié)作同步，不同進(jìn)程的線程間要利用消息通信方法實(shí)現(xiàn)同步。

進(jìn)程與線程的關(guān)系

   1、進(jìn)程將CPU資源分給線程，即真正在CPU上運(yùn)行的是線程。

   2、操作資源分配給進(jìn)程，同一進(jìn)程的所有線程共享該進(jìn)程的所有資源。

多進(jìn)程

   在同一個(gè)時(shí)間里，同一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中如果允許兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程處于運(yùn)行狀態(tài)，這便是多任務(wù)（多進(jìn)程）。現(xiàn)代的操作系統(tǒng)幾乎都是多進(jìn)程操作系統(tǒng)，能夠同時(shí)管理多個(gè)進(jìn)程的運(yùn)行。 多進(jìn)程帶來的好處是明顯的。但是多進(jìn)程對(duì)于系統(tǒng)的資源要求甚高，資源浪費(fèi)也比較嚴(yán)重。應(yīng)用多進(jìn)程場(chǎng)景最多的是windows系統(tǒng)，例如同時(shí)打開運(yùn)行軟件，每個(gè)軟件打開相當(dāng)于運(yùn)行一個(gè)進(jìn)程。

多線程

   在一段完整的代碼中，往往會(huì)有需要獨(dú)立的代碼模塊，而這些獨(dú)立運(yùn)行的程序片段叫作“線程”（Thread），利用多個(gè)線程編程的概念就叫作多線程處理(多線程編程)，多線程是為了同步完成多項(xiàng)任務(wù)，不是為了提高運(yùn)行效率，而是為了提高資源使用效率來提高系統(tǒng)的效率。多線程是在程序在同一時(shí)間需要完成多項(xiàng)任務(wù)的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)的。多線程的目的僅僅是為了提高資源利用效率。各個(gè)線程執(zhí)行自己的任務(wù)，這些線程可以”同時(shí)進(jìn)行“。同時(shí)進(jìn)行并非同一時(shí)刻進(jìn)行，而是在某一時(shí)間段內(nèi)，完成所有任務(wù)，任務(wù)的運(yùn)行有先后順序。

并發(fā)

   

    并發(fā)的實(shí)質(zhì)是一個(gè)物理CPU(也可以多個(gè)物理CPU) 在若干道程序（或線程）之間多路復(fù)用，并發(fā)性是對(duì)有限物理資源強(qiáng)制行使多用戶共享以提高效率。

    微觀角度：所有的并發(fā)處理都有排隊(duì)等候，喚醒，執(zhí)行等這樣的步驟，在微觀上他們都是序列被處理的，如果是同一時(shí)刻到達(dá)的請(qǐng)求（或線程）也會(huì)根據(jù)優(yōu)先級(jí)的不同，而先后進(jìn)入隊(duì)列排隊(duì)等候執(zhí)行。

    宏觀角度：多個(gè)幾乎同時(shí)到達(dá)的請(qǐng)求（或線程）在宏觀上看就像是同時(shí)在被處理。

   并發(fā)就是只有一個(gè)CPU資源，程序（或線程）之間要競(jìng)爭(zhēng)得到執(zhí)行機(jī)會(huì)。圖中的第一個(gè)階段，在A執(zhí)行的過程中B，C不會(huì)執(zhí)行，因?yàn)檫@段時(shí)間內(nèi)這個(gè)CPU資源被A競(jìng)爭(zhēng)到了，同理，第二個(gè)階段只有B在執(zhí)行，第三個(gè)階段只有C在執(zhí)行。其實(shí)，并發(fā)過程中，A，B，C并不是同時(shí)在進(jìn)行的（微觀角度）。但又是同時(shí)進(jìn)行的（宏觀角度）。

并行

   

   并行指兩個(gè)或兩個(gè)以上事件（或線程）在同一時(shí)刻發(fā)生，是真正意義上的不同事件或線程在同一時(shí)刻，在不同CPU資源上（多核），同時(shí)執(zhí)行。

  并行，不存在像并發(fā)那樣競(jìng)爭(zhēng)CPU資源，等待執(zhí)行的概念，因?yàn)椴⑿袪顟B(tài)下的線程分布在不同的CPU上。

   圖中，A，B，C都在同時(shí)運(yùn)行（微觀，宏觀）。

通過多線程實(shí)現(xiàn)并發(fā)，并行

   1、在CPU比較繁忙，資源不足的時(shí)候（開啟了很多進(jìn)程），操作系統(tǒng)只為一個(gè)含有多線程的進(jìn)程分配僅有的CPU資源，這些線程就會(huì)為自己盡量多搶時(shí)間片，這就是通過多線程實(shí)現(xiàn)并發(fā)，線程之間會(huì)競(jìng)爭(zhēng)CPU資源爭(zhēng)取執(zhí)行機(jī)會(huì)。

 2、 在CPU資源比較充足的時(shí)候，一個(gè)進(jìn)程內(nèi)的多線程，可以被分配到不同的CPU資源，這就是通過多線程實(shí)現(xiàn)并行。

 3、至于多線程實(shí)現(xiàn)的是并發(fā)還是并行？上面所說，所寫多線程可能被分配到一個(gè)CPU內(nèi)核中執(zhí)行，也可能被分配到不同CPU執(zhí)行，分配過程是操作系統(tǒng)所為，不可人為控制。所有，如果有人問我我所寫的多線程是并發(fā)還是并行的？我會(huì)說，都有可能。

 4、不管并發(fā)還是并行，都提高了程序?qū)PU資源的利用率，大限度地利用CPU資源。

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本文名稱：進(jìn)程、程序、線程、多線程、并發(fā)、并行詳解-創(chuàng)新互聯(lián)
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