并发、线程、进程与多线程技术

并发、线程、进程与多线程技术 

最近在看python，python一个很大的特色是支持多线程编程，相比之下PHP是没有这个功能的，这也是很多人在高并发的情况下选择Python的原因之一。那到底什么是线程、什么是进程、什么是并发、什么是多线程技术呢？下面详细道来。

 一、  什么是并发

     在操作系统中，是指一个时间段中有几个程序都处于已启动运行到运行完毕之间，且这几个程序都是在同一个处理机上运行，但任一个时刻点上只有一个程序在处理机上运行。

     这里需要注意并发和并行是不同的两个概念。并发是指一个时间段内同时运行，这是个区间；而并行是指在同一个时间点上运行，这个是一个点。而且并发在同一个时间点上只能是一个程序在运行。

二、  什么是进程

     Windows系统下我们打开任务管理器，点击“进程”，就会出现一个表格，表格的每一行都是一个进程，比如说QQ.exe,NOTEPAD.exe等； 通俗的说法就是每打开一个应用程序，如QQ、暴风影音，系统就打开了一个进程。系统为这个进程分配相关的资源，比如cpu、内存。

     进程是一个具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。它可以申请和拥有系统资源，是一个动态的概念，是一个活动的实体。它不只是程序的代码，还包括当前的活动，通过程序计数器的值和处理寄存器的内容来表示。

　 进程的概念主要有两点：第一，进程是一个实体。每一个进程都有它自己的地址空间，一般情况下，包括文本区域（text region）、数据区域（data region）和堆栈（stack region）。文本区域存储处理器执行的代码；数据区域存储变量和进程执行期间使用的动态分配的内存；堆栈区域存储着活动过程调用的指令和本地变量。第 二，进程是一个“执行中的程序”。程序是一个没有生命的实体，只有处理器赋予程序生命时，它才能成为一个活动的实体，我们称其为进程。

三、   什么是线程

       线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位，线程自己不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源，但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。

      通常在一个进程中可以包含若干个线程，它们可以利用进程所拥有的资源。在引入线程的操作系统中，通常都是把进程作为分配资源的基本单位，而把线程作为独 立运行和独立调度的基本单位。由于线程比进程更小，基本上不拥有系统资源，故对它的调度所付出的开销就会小得多，能更高效的提高系统内多个程序间并发执行 的程度，从而显著提高系统资源的利用率和吞吐量。

   

    线程和进程的区别在于,子进程和父进程有不同的代码和数据空间,而多个线程则共享数据空间,每个线程有自己的执行堆栈和程序计数器为其执行上下文.多线程主要是为了节约CPU时间,发挥利用,根据具体情况而定. 线程的运行中需要使用计算机的内存资源和CPU

　

四、什么是多线程技术

      可以把一个正在运行的软件看做一个进程，就像一个大的管道，这个管道不运送什么东西，但里面有很多个小的管道，每个小管负责的东西不同，而这些小管道就可以看做是一个个线程。

      如果运行的是一个单线程的程序的话，而这个线程需要连续运行几个功能时，如果正在运行的那个功能因碰到一个等待或者睡眠的指令的话，他就会停在那里不做任何事，此是这个CPU就空闲在那里，同时还会等待直到程序重新继续运行。

      如果使用多线程技术，那么可以把这几个功能同时（并不是绝对意义上的同时）运行，当其中一个功能遇到睡眠指令的时候，其他没有睡眠的继续运行，这个可以花更短的时间，让CPU更充分的被利用来完成需要的事情~线程通常共享一个代码区，但有各自独立的数据存储区 。

五、  总结

      电脑里面最宝贵的资源就是CPU，现代电脑里面往往是其他硬件的瓶颈如网络IO慢，内存数据读取慢导致了cpu资源的浪费（因为cpu需要等待），多线程技术的提出解决了cpu等待的难题，当某个线程由于别的原因需要挂起的时候cpu可以马上分配给别的线程。

     单核cpu系统永远不可能实现并行，cpu只能是异步的分配给进程更进一步的说应该是线程。

    多核cpu的话就有可能实现并行了，既同一个时间点运行两个进程。

    单线程技术由于是顺序执行，内存、cpu等核心资源占据时间过长、执行效率低下，当高访问量、高并发的情况下就有点捉襟见肘了。
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