(一)多线程之线程理论

一、什么是线程


在传统操作系统中,每个进程有一个地址空间,而且默认就有一个控制线程。

线程顾名思义,就是一条流水线工作的过程(流水线的工作需要电源,电源就相当于cpu),而一条流水线必须属于一个车间,一个车间的工作过程是一个进程,车间负责把资源整合到一起,是一个资源单位,而一个车间内至少有一条流水线。

所以,进程只是用来把资源集中到一起(进程只是一个资源单位,或者说资源集合),而线程才是 cpu 上的执行单位。

多线程(即多个控制线程)的概念是:在一个进程中存在多个线程,多个线程共享该进程的地址空间,相当于一个车间内有多条流水线,都共用一个车间的资源。

例如:北京地铁与上海地铁是不同的进程,而北京地铁里的13号线是一个线程,北京地铁所有的线路共享北京地铁所有的资源,比如所有的乘客可以被所有线路拉。

二、线程的创建开销小


创建进程的开销要远大于线程?

如果我们的软件是一个工厂,该工厂有多条流水线,流水线工作需要电源,电源只有一个即cpu(单核cpu)

一个车间就是一个进程,一个车间至少一条流水线(一个进程至少一个线程)

创建一个进程,就是创建一个车间(申请空间,在该空间内建至少一条流水线)

而建线程,就只是在一个车间内造一条流水线,无需申请空间,所以创建开销小

 

进程之间是竞争关系,线程之间是协作关系?

车间之间是竞争 / 抢电源的关系,竞争(不同的进程之间是竞争关系,是不同的程序员写的程序运行的,迅雷抢占其他进程的网速,360把其他进程当做病毒干死)
一个车间的不同流水线式协同工作的关系(同一个进程的线程之间是合作关系,是同一个程序员写的程序,迅雷内的线程是合作关系,不会自己干自己)

三、线程与进程的区别


1,每启动一个进程,那么这个进程中至少要有一个线程。

2,进程是资源单位,并不能真正执行,而线程才是运行单位。

3,同一个进程内的多个线程共享该进程内的地址资源。

4,创建线程的开销要远小于创建进程的开销(创建一个进程,就是创建一个车间,涉及到申请空间,而且在该空间内建至少一条流水线,但创建线程,就只是在一个车间内造一条流水线,无需申请空间,所以创建开销小)。

四、为何要使用多线程


多线程指的是,在一个进程中开启多个线程,简单的讲:如果多个任务共用一块地址空间,那么必须在一个进程内开启多个线程。详细的讲分为4点:

1,多线程共享一个进程的地址空间。

2,线程比进程更轻量级,线程比进程更容易创建可撤销,在许多操作系统中,创建一个线程比创建一个进程要快10-100倍,在有大量线程需要动态和快速修改时,这一特性很有用。

3,若多个线程都是 cpu 密集型的,那么并不能获得性能上的增强,但是如果存在大量的计算和大量的 I/O 处理,拥有多个线程允许这些活动彼此重叠运行,从而会加快程序执行的速度。

4,在多 cpu 系统中,为了最大限度的利用多核,可以开启多个线程,比开进程开销要小的多。(这一条并不适用于python)。

五、多线程的应用


开启一个字处理软件进程,该进程肯定需要办不止一件事情,比如监听键盘输入,处理文字,定时自动将文字保存到硬盘,这三个任务操作的都是同一块数据,因而不能用多进程。只能在一个进程里并发地开启三个线程,如果是单线程,那就只能是,键盘输入时,不能处理文字和自动保存,自动保存时又不能输入和处理文字。

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