线程中的多线程、并行和并发、同步和异步、阻塞和非阻塞、线程安全

多线程:指的是这个程序(一个进程)运行时产生了不止一个线程

并行与并发:

并行:多个cpu实例或者多台机器同时执行一段处理逻辑,是真正的同时。

并发:通过cpu调度算法,让用户看上去同时执行,实际上从cpu操作层面不是真正的同时。并发往往在场景中有公用的资源,那么针对这个公用的资源往往产生瓶颈,我们会用TPS或者QPS来反应这个系统的处理能力。

线程安全:经常用来描绘一段代码。指在并发的情况之下,该代码经过多线程使用,线程的调度顺序不影响任何结果。这个时候使用多线程,我们只需要关注系统的内存,cpu是不是够用即可。反过来,线程不安全就意味着线程的调度顺序会影响最终结果

同步Java中的同步指的是通过人为的控制和调度,保证共享资源的多线程访问成为线程安全,来保证结果的准确。

同步:就是指在一个线程访问一个数据还未结束的时候,其他线程不能对该数据进行访问,即将该数据的访问原子化。

同步:发送一个请求,等待返回,然后再发送下一个请求 

异步:发送一个请求,不等待返回,随时可以再发送下一个请求

:即为同步处理的常见方法。它是一种非强制机制,一个线程在访问数据或资源前要先获取锁,在访问结束后释放锁。如果在获取时该锁已被占用,则等待锁直到该锁被释放。

同步和异步

同步就是烧开水,需要自己去轮询(每隔一段时间去看看水开了没),异步就是水开了,然后水壶会通知你水已经开了,你可以回来处理这些开水了。
同步和异步是相对于操作结果来说,会不会等待结果返回

阻塞和非阻塞

阻塞就是说在煮水的过程中,你不可以去干其他的事情,非阻塞就是在同样的情况下,可以同时去干其他的事情。阻塞和非阻塞是相对于线程是否被阻塞。

阻塞和非阻塞是指进程访问的数据如果尚未就绪,进程是否需要等待,简单说这相当于函数内部的实现区别,也就是未就绪时是直接返回还是等待就绪。
而同步和异步是指访问数据的机制,同步一般指主动请求并等待I/O操作完毕的方式,当数据就绪后在读写的时候必须阻塞,异步则指主动请求数据后便可以继续处理其它任务,随后等待I/O,操作完毕的通知,这可以使进程在数据读写时也不阻塞。

为什么需要“线程同步”

线程间共享代码和数据可以节省系统开销,提高程序运行效率,但同时也导致了数据的“访问冲突”问题,如何实现线程间的有机交互、并确保共享资源在某些关键时段只能被一个线程访问,即所谓的“线程同步”(Synchronization)就变得至关重要。

临界资源

多个线程间共享的数据称为临界资源(Critical Resource),由于是线程调度器负责线程的调度,程序员无法精确控制多线程的交替顺序。因此,多线程对临界资源的访问有时会导致数据的不一致性。

互斥锁

       1) 每个对象都对应于一个可称为“互斥锁”的标记,这个标记用来保证在任一时刻,只能有一个线程访问该对象。

       2) Java对象默认是可以被多个线程共用的,只是在需要时才启动“互斥锁”机制,成为专用对象。

       3)关键字synchronized用来与对象的互斥锁联系

       4) 当某个对象用synchronized修饰时,表明该对象已启动“互斥锁”机制,在任一时刻只能由一个线程访问,即使该线程出现堵塞,该对象的被锁定状态也不会解除,其他线程任不能访问该对象。

锁机制

有些业务逻辑在执行过程中要求对数据进行排他性的访问,于是需要通过一些机制保证在此过程中数据被锁住不会被外界修改,这就是所谓的锁机制。

乐观锁和悲观锁

悲观锁(Pessimistic Lock), 顾名思义,就是很悲观,每次去拿数据的时候都认为别人会修改,所以每次在拿数据的时候都会上锁,这样别人想拿这个数据就会block直到它拿到锁。传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制,比如行锁,表锁等,读锁,写锁等,都是在做操作之前先上锁。乐观锁(Optimistic Lock), 顾名思义,就是很乐观,每次去拿数据的时候都认为别人不会修改,所以不会上锁,但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据,可以使用版本号等机制。乐观锁适用于多读的应用类型,这样可以提高吞吐量,像数据库如果提供类似于write_condition机制的其实都是提供的乐观锁。

串行

其实是相对于单条线程来执行多个任务来说的,我们就拿下载文件来举个例子,我们下载多个文件,在串行中它是按照一定的顺序去进行下载的,也就是说必须等下载完A之后,才能开始下载B,它们在时间上是不可能发生重叠的。

并行:

下载多个文件,开启多条线程,多个文件同时进行下载,这里是严格意义上的在同一时刻发生的,并行在时间上是重叠的。

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