并发,并行,进程,线程,同步,异步

简介: 一个应用程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.   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。
一个应用程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.
 
 
 
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。
 
并发当有多个线程在操作时,如果系统只有一个CPU,则它根本不可能真正同时进行一个以上的线程,它只能把CPU运行时间划分成若干个时间段,再将时间 段分配给各个线程执行,在一个时间段的线程代码运行时,其它线程处于挂起状。.这种方式我们称之为并发(Concurrent)。

并行:当系统有一个以上CPU时,则线程的操作有可能非并发。当一个CPU执行一个线程时,另一个CPU可以执行另一个线程,两个线程互不抢占CPU资源,可以同时进行,这种方式我们称之为并行(Parallel)

 

 

注:  线程  进程 也是程序。

 

进程同步用来实现程序并发执行时候的可再现性。

一.进程同步及异步的概念

1.进程同步: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。也就是必须一件一件事做,等前一件做完了才能做下一件事.就像早上起床后,先洗涮,然后才能吃饭,不能在洗涮没有完成时,就开始吃饭.按照这个定义,其实绝大多数函数都是同步调用(例如sin,isdigit等)。但是一般而言,我们在说同步、异步的时候,特指那些需要其他部件协作或者需要一定时间完成的任务。最常见的例子就是

sendmessage。该函数发送一个消息给某个窗口,在对方处理完消息之前,这个函数不返回。当对方处理完毕以后,该函数才把消息处理函数所返回的lresult值返回给调用者。

2.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。

以casycsocket类为例(注意,csocket从casyncsocket派生,但是其功能已经由异步转化为同步),当一个客户端通过调用connect函数发出一个连接请求后,调用者线程立刻可以朝下运行。当连接真正建立起来以后,socket底层会发送一个消息通知该对象。

这里提到执行部件和调用者通过三种途径返回结果:状态、通知和回调。可以使用哪一种依赖于执行部件的实现,除非执行部件提供多种选择,否则不受调用者控制。如果执行部件用状态来通知,那么调用者就需要每隔一定时间检查一次,效率就很低(有些初学多线程编程的人,总喜欢用一个循环去检查某个变量的值,这其实是一种很严重的错误)。如果是使用通知的方式,效率则很高,因为执行部件几乎不需要做额外的操作。至于回调函数,其实和通知没太多区别。

进程同步的基本概念

在计算机系统中,由于资源有限而导致了进程之间的资源竞争和共享,因此,进程的并发执行不仅仅是用户程序的执行开始时间的随机性和提高资源利用率的结果,也是资源有限性导致资源的竞争与共享对进程的执行过程进行制约所造成的。那么,在进程的并发执行过程中存在哪些制约呢?

二.同步与异步传输:

1.异步传输

通常,异步传输是以字符为传输单位,每个字符都要附加 1 位起始位和 1 位停止位,以标记一个字符的开始和结束,并以此实现数据传输同步。所谓异步传输是指字符与字符(一个字符结束到下一个字符开始)之间的时间间隔是可变的,并不需要严格地限制它们的时间关系。起始位对应于二进制值 0,以低电平表示,占用 1 位宽度。停止位对应于二进制值 1,以高电平表示,占用 1~2 位宽度。一个字符占用 5~8位,具体取决于数据所采用的字符集。例如,电报码字符为 5 位、ASCII码字符为 7 位、汉字码则为8 位。此外,还要附加 1 位奇偶校验位,可以选择奇校验或偶校验方式对该字符实施简单的差错控制。发送端与接收端除了采用相同的数据格式(字符的位数、停止位的位数、有无校验位及校验方式等)外,还应当采用相同的传输速率。典型的速率有:9 600 b/s、19.2kb/s、56kb/s等。

异步传输又称为起止式异步通信方式,其优点是简单、可靠,适用于面向字符的、低速的异步通信场合。例如,计算机与Modem之间的通信就是采用这种方式。它的缺点是通信开销大,每传输一个字符都要额外附加2~3位,通信效率比较低。例如,在使用Modem上网时,普遍感觉速度很慢,除了传输速率低之外,与通信开销大、通信效率低也密切相关。

2. 同步传输

通常,同步传输是以数据块为传输单位。每个数据块的头部和尾部都要附加一个特殊的字符或比特序列,标记一个数据块的开始和结束,一般还要附加一个校验序列 (如16位或32位CRC校验码),以便对数据块进行差错控制。所谓同步传输是指数据块与数据块之间的时间间隔是固定的,必须严格地规定它们的时间关系。

三.同步阻塞与异步阻塞:

同步是阻塞模式,异步是非阻塞模式。 

我的理解:同步是指两个线程的运行是相关的,其中一个线程要阻塞等待另外一个线程的运行。异步的意思是两个线程毫无相关,自己运行自己的。 

同步是指:发送方发出数据后,等接收方发回响应以后才发下一个数据包的通讯方式。 

异步是指:发送方发出数据后,不等接收方发回响应,接着发送下个数据包的通讯方式。 

举个不太恰当的例子,就像: 

SendMessage(...) 

TRACE0("just  like  send"); 

PostMessage(...) 

TRACE0("just  like  WSASend  using  overlapped"); 

 SendMessage是调用的时候不返回,等消息响应后才执行TRACE0,这就是同步. 

PostMessage是调用后马上返回,不用消息响应就执行TRACE0,这就是异步.

四.其它解释:

 同步和异步的区别

 举个例子:普通B/S模式(同步)AJAX技术(异步)

同步:提交请求->等待服务器处理->处理完毕返回 这个期间客户端浏览器不能干任何事

异步: 请求通过事件触发->服务器处理(这是浏览器仍然可以作其他事情)->处理完毕

同步就是你叫我去吃饭,我听到了就和你去吃饭;如果没有听到,你就不停的叫,直到我告诉你听到了,才一起去吃饭。

异步就是你叫我,然后自己去吃饭,我得到消息后可能立即走,也可能等到下班才去吃饭。

所以,要我请你吃饭就用同步的方法,要请我吃饭就用异步的方法,这样你可以省钱。

举个例子 打电话时同步 发消息是异步

 

目录
相关文章
|
12天前
|
安全 Java 数据处理
Python网络编程基础(Socket编程)多线程/多进程服务器编程
【4月更文挑战第11天】在网络编程中,随着客户端数量的增加,服务器的处理能力成为了一个重要的考量因素。为了处理多个客户端的并发请求,我们通常需要采用多线程或多进程的方式。在本章中,我们将探讨多线程/多进程服务器编程的概念,并通过一个多线程服务器的示例来演示其实现。
|
28天前
|
消息中间件 安全 Linux
线程同步与IPC:单进程多线程环境下的选择与权衡
线程同步与IPC:单进程多线程环境下的选择与权衡
57 0
|
29天前
|
消息中间件 存储 算法
【软件设计师备考 专题 】操作系统的内核(中断控制)、进程、线程概念
【软件设计师备考 专题 】操作系统的内核(中断控制)、进程、线程概念
75 0
|
29天前
|
消息中间件 Linux 调度
【Linux 进程/线程状态 】深入理解Linux C++中的进程/线程状态:阻塞,休眠,僵死
【Linux 进程/线程状态 】深入理解Linux C++中的进程/线程状态:阻塞,休眠,僵死
67 0
|
4天前
|
安全 Java
深入理解 Java 多线程和并发工具类
【4月更文挑战第19天】本文探讨了Java多线程和并发工具类在实现高性能应用程序中的关键作用。通过继承`Thread`或实现`Runnable`创建线程,利用`Executors`管理线程池,以及使用`Semaphore`、`CountDownLatch`和`CyclicBarrier`进行线程同步。保证线程安全、实现线程协作和性能调优(如设置线程池大小、避免不必要同步)是重要环节。理解并恰当运用这些工具能提升程序效率和可靠性。
|
6天前
|
调度 Python
Python多线程、多进程与协程面试题解析
【4月更文挑战第14天】Python并发编程涉及多线程、多进程和协程。面试中,对这些概念的理解和应用是评估候选人的重要标准。本文介绍了它们的基础知识、常见问题和应对策略。多线程在同一进程中并发执行,多进程通过进程间通信实现并发,协程则使用`asyncio`进行轻量级线程控制。面试常遇到的问题包括并发并行混淆、GIL影响多线程性能、进程间通信不当和协程异步IO理解不清。要掌握并发模型,需明确其适用场景,理解GIL、进程间通信和协程调度机制。
24 0
|
6天前
|
Java 开发者
Java中多线程并发控制的实现与优化
【4月更文挑战第17天】 在现代软件开发中,多线程编程已成为提升应用性能和响应能力的关键手段。特别是在Java语言中,由于其平台无关性和强大的运行时环境,多线程技术的应用尤为广泛。本文将深入探讨Java多线程的并发控制机制,包括基本的同步方法、死锁问题以及高级并发工具如java.util.concurrent包的使用。通过分析多线程环境下的竞态条件、资源争夺和线程协调问题,我们提出了一系列实现和优化策略,旨在帮助开发者构建更加健壮、高效的多线程应用。
7 0
|
10天前
|
Java API 调度
安卓多线程和并发处理:提高应用效率
【4月更文挑战第13天】本文探讨了安卓应用中多线程和并发处理的优化方法,包括使用Thread、AsyncTask、Loader、IntentService、JobScheduler、WorkManager以及线程池。此外,还介绍了RxJava和Kotlin协程作为异步编程工具。理解并恰当运用这些技术能提升应用效率,避免UI卡顿,确保良好用户体验。随着安卓技术发展,更高级的异步处理工具将助力开发者构建高性能应用。
|
21天前
|
安全 Linux API
Android进程与线程
Android进程与线程
18 0
|
22天前
|
安全 Java
Java中的多线程并发控制
在Java中,多线程是实现并发执行任务的一种重要方式。然而,随着多个线程同时访问共享资源,可能会导致数据不一致和其他并发问题。因此,了解并掌握Java中的多线程并发控制机制显得尤为重要。本文将深入探讨Java的多线程并发控制,包括synchronized关键字、Lock接口、Semaphore类以及CountDownLatch类等,并通过实例代码演示其使用方法和注意事项。
12 2