并發(fā)編程中的一些基本概念

技術(shù)背景

Concurrency and Parallelism

Concurrency:并發(fā)是指任務(wù)之間可以并發(fā)執(zhí)行,但是這并不能確保任務(wù)都在執(zhí)行凿跳,它們之間很可能是交替執(zhí)行的录豺。 可并發(fā)說明兩個(gè)任務(wù)之間不需要共享狀態(tài),或者沒有因果依賴關(guān)系
Parallelism:并行產(chǎn)生于多核計(jì)算機(jī)中棘利,指兩個(gè)任務(wù)在兩(或以上)個(gè)CPU中同時(shí)執(zhí)行拧粪。

并發(fā)是同一時(shí)間應(yīng)對(duì)多件事情的能力茫虽;并行是同一時(shí)間動(dòng)手做多件事情的能力。

舉例:六大門派圍攻光明頂既们,張無忌獻(xiàn)身解圍,當(dāng)場(chǎng)放下豪言:六大門派正什,有和怨氣可找我張無忌發(fā)泄啥纸。
所有在場(chǎng)的六大門派之人本來是可以一塊向張無忌討教的。但是婴氮,顧忌自己是名門正派斯棒,決定和張無忌一一單挑。打了半晌主经,明教白眉鷹王內(nèi)氣恢復(fù)荣暮,過來幫忙。六大門派見張無忌多了幫手罩驻,立馬再派一人挑戰(zhàn)穗酥。張無忌好比是CPU,六大門派好比是待處理的任務(wù),誰先去和張無忌討教都行砾跃,這時(shí)并發(fā)的骏啰。但是張無忌一次只能和一個(gè)人過招。當(dāng)白眉鷹王上去幫忙之后抽高,他們可以同時(shí)應(yīng)對(duì)兩人了判耕。同時(shí)迎戰(zhàn)的兩人是并行的。

Asynchronous and Synchronous

Asynchronous:如果一個(gè)函數(shù)或者API是異步的翘骂,那么當(dāng)我們調(diào)用這個(gè)函數(shù)或者請(qǐng)求這個(gè)API時(shí)壁熄,不用等到函數(shù)或者API返回,發(fā)送請(qǐng)求完成即可完成碳竟。
對(duì)于函數(shù)我們可以通過注冊(cè)回調(diào)函數(shù)草丧,當(dāng)方法執(zhí)行完畢時(shí)執(zhí)行回調(diào)函數(shù)。
Synchronous:同步是指必須等到函數(shù)或者API執(zhí)行完畢得到返回結(jié)果瞭亮。

Blocking and Non-blocking

Blocking:當(dāng)多個(gè)線程共享同一資源的時(shí)候方仿,如果某個(gè)線程占有資源遲遲不釋放則其他線程都會(huì)被阻塞。例如统翩,一輛地鐵進(jìn)站后遲遲不出站則其它地鐵都
被阻塞仙蚜。在一段代碼邏輯中如果某一段需要訪問文件系統(tǒng),或者請(qǐng)求外部API厂汗,這些一般都是耗時(shí)的請(qǐng)求委粉,在它們執(zhí)行完畢之前,后續(xù)邏輯都被阻塞娶桦。
Non-blocking:上邊說到的阻塞的情況都會(huì)導(dǎo)致線程掛起贾节,但是無阻塞不會(huì)產(chǎn)生線程的忙等。當(dāng)線程試圖請(qǐng)求資源時(shí)衷畦,應(yīng)立即返回是否獲取的狀態(tài)栗涂。在代
碼邏輯中呢,我們就可以通過異步的方式處理耗時(shí)的操作祈争,注冊(cè)回調(diào)函數(shù)斤程,或者發(fā)送消息。

同步異步指的是一種協(xié)作方式菩混;而阻塞和非阻塞指的是協(xié)作過程中出現(xiàn)的狀態(tài)忿墅。

舉一個(gè)"小王到書店買書"的例子:
一天,小王想要買一本編程書自學(xué)編程沮峡,于是來到了老王的書店疚脐。"老王,你這里有最新出版的《21天精通XXX》嗎邢疙?"棍弄。于是發(fā)生了如下場(chǎng)景:

  1. 老王答道望薄,"有,有照卦,有式矫,你稍微等一下,我給你找找"役耕。兩個(gè)小時(shí)之后老王終于找到了這本書采转,小王掏錢帶書回家了。
  2. 老王答道瞬痘,"有故慈,有,有框全,你稍微等一下察绷,我給你找找"。小王說津辩,"行吧拆撼,你先找著,我去外邊擼會(huì)串兒"喘沿。期間小王不時(shí)的去店里看看老王找到書沒有闸度。兩個(gè)小時(shí)之后老王終于找到了這本書,小王掏錢帶書回家了蚜印。
  3. 老王答道莺禁,"有是有,不過你得給你找找窄赋,要不你先到外邊擼會(huì)串兒哟冬,等找到了叫你"。小王說忆绰,"沒事浩峡,我等著你吧老王"。兩個(gè)小時(shí)之后老王終于找到了這本書错敢,小王掏錢帶書回家了红符。
  4. 老王答道,"有是有伐债,不過你得給你找找,要不你先到外邊擼會(huì)串兒致开,等找到了叫你"峰锁。小王說,"好啊双戳,等你找到了叫我"虹蒋。兩個(gè)小時(shí)之后老王終于找到了這本書,小王掏錢帶書回家了。

場(chǎng)景1魄衅, 2峭竣, 3, 4分別對(duì)應(yīng):同步阻塞晃虫,同步非阻塞皆撩,異步阻塞,異步非阻塞哲银。

在這個(gè)場(chǎng)景中扛吞,老王提供的賣書行為是一種同步或異步的協(xié)作方式;而小王等書的過程具有阻塞或非阻塞的狀態(tài)荆责。我們?cè)贋樯鲜隼犹砑觾蓚€(gè)場(chǎng)景:這是小張過來買書了:"老王滥比,你這里有最新出版的《7天精通XXX》嗎?"

  1. 老王答道做院,"有盲泛,有,有键耕,你先在小王后邊排隊(duì)等一會(huì)我給小張找完之后再給你找"寺滚。四個(gè)小時(shí)之后老王終于找到了這本書,小張?zhí)湾X帶書回家了郁竟。
  2. 老王答道玛迄,"有,有棚亩,有蓖议,不過你得給你找找,要不你先到外邊擼會(huì)串兒讥蟆,等找到了叫你"勒虾。小張說,"好啊瘸彤,等你找到了叫我"修然。兩個(gè)小時(shí)之后老王終于找到了這本書,小張?zhí)湾X帶書回家了质况。

同于同步的方式愕宋,當(dāng)小王處于阻塞狀態(tài)時(shí),小張也必須阻塞结榄,直到小王把老王"釋放"出來中贝。對(duì)于異步的方式,小張則不需要等待(意味著沒有阻塞)臼朗,等老王找到了直接去取就OK了邻寿。

Deadlock:是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程(或線程)在執(zhí)行過程中蝎土,因爭(zhēng)奪資源而造成的一種互相等待的現(xiàn)象,若無外力作用绣否,它們都將無法推進(jìn)下去誊涯。
Starvation:饑餓是指在多線程環(huán)境下,調(diào)度算法總是使某些線程總是無法得到資源蒜撮,使其長(zhǎng)時(shí)間處于等待狀態(tài)暴构。
Live-lock:活鎖是指兩個(gè)線程在得到資源時(shí)都想讓對(duì)方使用資源,導(dǎo)致雙方都無法使用資源淀弹。

Race Condition:在多線程環(huán)境中丹壕,多個(gè)線程需要同時(shí)修改某一狀態(tài),由于沒有對(duì)該共享狀態(tài)加鎖薇溃,不能保證每個(gè)線程進(jìn)入順序菌赖,因而產(chǎn)生Race Condition。

無鎖算法:
Wait-free:是最有效的保證沐序。每一次請(qǐng)求都在有限步驟內(nèi)執(zhí)行完成琉用。
Lock-free:絕大多數(shù)都在有限步驟內(nèi)完成,可以確保沒有死鎖策幼,但是不能確保饑餓邑时。
Obstruction-free(無干擾):一個(gè)方法在某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)是隔離其他線程獨(dú)立執(zhí)行的

http://www.zhihu.com/question/19732473
http://www.cnblogs.com/ktgu/p/3529143.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Non-blocking_algorithm

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