进程/线程,同步/异步,阻塞/非阻塞

进程/线程

进程(Process)

一个正在运行的应用对应一个进程,进程可以包含一个或者多个线程。
进程特点:
1.进程间无法共享数据;
2.一个进程运行失败不会影响其他进程运行

线程(Thread)

线程是进程中的基本执行单元,是操作系统分配cpu时间的基本单位,线程的本质是进程中的一段并发运行的代码。一个进程包含多个线程,在进程入口执行的第一个线程被视为进程的主线程。
线程特点:
1.同一个进程的线程可以共享数据
2.一个线程运行失败,进程即失败
3.线程无法独立运行,因为缺少独立的内存单元

同步/异步

同步

函数a中调用函数b,函数a会等待函数b返回结果,再执行函数a剩余的代码。

异步

函数a中调用函数b,函数a不会等待函数b返回结果,而执行函数a剩余的代码;当函数b返回结果后,通过状态,通知,回调函数通知函数a。
状态:函数a监听函数b的状态(轮询),函数a需要每隔一定时间检查一次,效率较低
通知:当函数b执行完成后,发出通知告知函数a,效率高
回调函数:当函数b执行完成后,会调用函数a之前设定给函数b的回调函数,效率高

同步/异步差异

同步/异步的差异在于调用者与被调用者消息通讯机制的差异。
同步即调用者主动等待被调用者的执行结果
异步即调用者被动通过状态,通知,回调获得调用者的执行结果

阻塞/非阻塞

阻塞

调用者等待被调用者执行结果过程中,线程处于挂起状态;当被调用返回结果,线程被激活

非阻塞

调用者等待被调用者执行结果过程中,线程始终处于激活状态

阻塞/非阻塞差异

阻塞和非阻塞是针对线程而言,关注的是线程在等待调用结果(消息,返回值)时的状态,
同步和异步是针对函数调用和被调用消息通知。

同步/异步 阻塞/非阻塞举例说明

小明要做两件事情,水壶烧水和看电视,两件时间即两个任务,两个函数

同步阻塞(低效)

小明将水壶放火上,一直盯着水壶,等待水烧开后,去看电视。

  • 同步:一直盯着水壶的状态,即烧水完成的状态是主动等待
  • 阻塞:烧水过程中,没去去干其他事(看电视)

同步非阻塞(低效)

小明将水壶放火上,去看电视,是不是回来看看水是否烧开

  • 同步:小明烧水过程中是不是回来主动看看水是否烧开
  • 非阻塞:烧水过程中,小明同时也去看电视,完成其他事情

异步阻塞(低效)

小明给水壶安装了响笛,将水壶放火上,不去做其他事情,静静的等待听响笛响

  • 异步:小明不是主动观察烧水状态,而是被动等待响笛响通知自己水烧开了
  • 阻塞:小明不去做其他事情

异步非阻塞(高效)

小明给水壶安装了响笛,将水壶放火后去看电视,当听响笛响去冲开水

  • 异步:小明被动等待待响笛响通知自己水烧开了
  • 阻塞: 将水壶放火上后去看电视,做其他事

并发/并行

并发(Concurrent)

一个cpu运行时间划分为若干个时间段,再将时间段分配给多个线程。当一个线程处于运行状态时,其他线程处于挂起状态

并行(Parallel)

存在多个cpu,一个cpu处理线程a,另个cpu处理线程b,两个线程a,b互不占用cpu资源

并发/并行举例

小明吃饭,打电话这两件事,即两个任务

串行

小明先吃饭,吃完饭在打电话。

并发

小明先吃一口饭,然后去接电话,电话打完再去吃饭。python的协程

并行

小明一边吃饭,一边打电话

总结

  • 并发/并行
    并发:多个任务交替执行
    并行:多个任务同时执行

  • 同步/异步
    关注消息通知的机制
    同步:主动等待消息
    异步:被动等待消息

  • 阻塞/非阻塞:
    关注等待过程中线程是否会处理其他事
    阻塞:等待消息不干其他事
    非阻塞:等待消息干其他事

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