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进程与线程、阻塞与非阻塞、同步与异步

开发技术 开发技术 6小时前 3次浏览

概念一:串行、并行、并发

串行:一个时间段内,执行一个任务的同时不能执行其他任务,只能等到第一个任务完成后才能进行第二个。

并行:一个时间段内有多个任务,可以同时运行两个或多个任务。

并发:一个时间段中有几个任务都处于已启动运行到运行完毕之间,且这几个任务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。
概念二:同步、异步

同步:所谓同步,就是在发出一个功能调用时,在没有得到结果之前,该调用就不返回。

异步:异步的概念和同步相对。当一个异步过程调用发出后,调用者不能立刻得到结果。实际处理这个调用的部件在完成后,通过状态、通知和回调来通知调用者。

概念三:阻塞、非阻塞

阻塞调用是指调用结果返回之前,当前线程会被挂起。函数只有在得到结果之后才会返回。有人也许会把阻塞调用和同步调用等同起来,实际上他是不同的。对于同步调用来说,很多时候当前线程还是激活的,只是从逻辑上当前函数没有返回而已。

非阻塞和阻塞的概念相对应,指在不能立刻得到结果之前,该函数不会阻塞当前线程,而会立刻返回。

“阻塞”与”非阻塞”与”同步”与“异步”不能简单的从字面理解,提供一个从分布式系统角度的回答。
1.同步与异步
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。

典型的异步编程模型比如Node.js

举个通俗的例子:
你打电话问书店老板有没有《分布式系统》这本书,如果是同步通信机制,书店老板会说,你稍等,”我查一下”,然后开始查啊查,等查好了(可能是5秒,也可能是一天)告诉你结果(返回结果)。
而异步通信机制,书店老板直接告诉你我查一下啊,查好了打电话给你,然后直接挂电话了(不返回结果)。然后查好了,他会主动打电话给你。在这里老板通过“回电”这种方式来回调。

2. 阻塞与非阻塞
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。

还是上面的例子,
你打电话问书店老板有没有《分布式系统》这本书,你如果是阻塞式调用,你会一直把自己“挂起”,直到得到这本书有没有的结果,如果是非阻塞式调用,你不管老板有没有告诉你,你自己先一边去玩了, 当然你也要偶尔过几分钟check一下老板有没有返回结果。
在这里阻塞与非阻塞与是否同步异步无关。跟老板通过什么方式回答你结果无关。
概念四、进程、线程

我们电脑的应用程序,都是进程,假设我们用的电脑是单核的,cpu同时只能执行一个进程。当程序处于I/O阻塞的时候,cpu如果和程序一起等待,那就太浪费了,cpu会去执行其他的程序,此时就涉及到切换,切换前要保存上一个程序运行的状态,才能恢复,所以就需要有个东西来记录这个东西,就可以引出进程的概念了。

线程:

线程,有时被称为轻量级进程,是程序执行流的最小单元。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,只拥有一点儿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。一个线程可以创建和撤消另一个线程,同一进程中的多个线程之间可以并发执行。

1.一个线程只能属于一个进程,而一个进程可以有多个线程,但至少有一个线程

2.资源分配给进程,进程是程序的主体,同一进程的所有线程共享该进程的所有资源

3.cpu分配给线程,即真正在cpu上运行的是线程

4.线程是最小的执行单元,进程是最小的资源管理单元


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