泰州做网站软件,河北网站制作公司哪家专业,wordpress 小工具调用,wordpress建站详细教程老早之前的计算机只有一个处理器#xff0c;而 一个处理器在同一时刻只能处理一条指令 #xff0c;换句话说#xff0c;我们的代码需要一行一行的按顺序被计算机执行#xff0c;计算机只能把一个程序完整的执行完#xff0c;然后再执行第二个程序。所以计算机专业的同学们…老早之前的计算机只有一个处理器而 一个处理器在同一时刻只能处理一条指令 换句话说我们的代码需要一行一行的按顺序被计算机执行计算机只能把一个程序完整的执行完然后再执行第二个程序。所以计算机专业的同学们要排队去机房做实验一个人执行完然他的程序后第二个人再执行自己的程序这也就意味着 所有计算机资源是被一个程序独占的 计算机资源包括处理器、内存、硬盘、输入输出设备啥的。这样的计算机系统我们称之为 裸机 。简单批处理系统后来人们发现对于价格高昂的计算机设备来说在换人的过程中就浪费了好多时间时间就是金钱有这些时间可以多执行好多程序了。所以有人写了一个程序把所有同学们需要做实验的程序都放在这个程序里排个队由这个程序来协调各个同学们的程序执行一个执行完了立即换成另一个这样就不用人工干预了所以他们把这样的系统叫做 简单批处理系统 而那个负责协调各个童鞋们程序的程序就是所谓的 操作系统 的雏形。多道批处理系统我们知道处理器的速度是嗖嗖的比内存访问的速度快好多个数量级而内存又比硬盘、打印机等 I/O 设备啥的快好多个数量级而程序执行过程中又免不了从硬盘里读个文件往打印机输出个啥的所以 处理器浪费了好多时间等待这些I/O操作的完成 。再一次时间就是金钱为了尽可能的剥削计算机的运算能力在程序遇到 I/O 操作或者什么其他会阻塞程序执行的操作时处理器会转向执行其它的程序什么时候这个阻塞的操作完成了再掉过头继续执行它。从宏观上看 处理器可以各个程序轮流执行所以这样的系统就称为 多道批处理系统 。分时处理有的同学对排队执行程序这个事儿很有意见大家都是学生凭啥先执行你的后执行我的你要是写了个 while(true) 那大家都得玩儿完所以人们给 每个程序都分配一点处理器时间去轮流执行每个程序分配到的执行时间就叫做 时间片 这个过程也叫做 分时处理 。又因为处理器速度太快了 时间片 的大小可以做到微秒毫秒的大小所以这个切换的过程对于人来说根本感觉不出来 所以看起来像各个程序在同时执行 。不过后来人们在一台计算机上又装了多个处理器就是我们常听说的 4核 、 8核 啥的所以也可能真正的在同时执行。而 时间片 具体设置为多大处理器怎么切换各个程序的执行这些工作就是所谓的 操作系统来控制的。进程进程的概念和特点我们自己写的程序也就是所谓的 用户程序 是由操作系统来管理的人们把一个 执行着的程序 叫做一个 进程 (英文名 Process )每个 进程 都有这么两个特点资源所有权程序在运行过程中需要一定的资源比如内存、 I/O 啥的这些东西不能在不同进程间共享假如一个进程占了另一个进程的内存那另一个进程的数据不就丢失了么一个进程正在使用打印机输出东西另一个进程也使用的话不就尴尬了么。所以进程所拥有的这些资源是不能共享的而这种资源分配的活是由 操作系统 来管理的。调度/执行操作系统 会为它管理的进程分配 时间片 来调度哪个进程应该被处理器处理哪个应该先休息一会儿。所以我们现在电脑里每个运行着的程序都是一个进程可以打开你的任务管理器( windows )或者活动监视器( mac )看到我们的电脑里其实有好多好多进程喔什么QQ、微信、音乐播放器、视频播放器啥的。进程的状态在操作系统级别上进程根据它运行的情况可以分成下边5种状态 新建刚刚创建的那个时刻 操作系统 会为这个进程在内存中创建相应的数据比如分配这个进程的ID优先级什么的这个状态持续的时间比较短。就绪一旦该进程相关的一些数据创建好了这个进程就会被放在一个叫 就绪队列 的队列里之后操作系统就会从这个队列里挑一个进程放到处理器里执行。运行这个进程被 操作系统 分配了时间片处理器开始执行它。阻塞在执行进程的过程中可能遇到某些阻塞的动作比如 I/O 操作处理器如果一直等待该阻塞动作完成的话就太浪费时间了所以会把等待阻塞动作完成的进程放到一个叫 阻塞队列 的队列里之后并不会从这个队列里挑选即将执行的进程而是直到该阻塞动作完成才重新把该进程放到 就绪队列 里等待执行。退出该进程执行完毕或者遇到了什么错误或者操作系统就是想弄死它它就被杀死了这个状态里操作系统可能还会记录一下死因啥的这个过程也很短。这些状态的具体转换过程看下图串行编程和并行编程到目前为止我们的编程模式都是 串行编程 也就是处理器执行完一条指令再执行另一条。举个例子啊比如你妈给你布置了两个 任务 一是去打瓶酱油二是去烧一壶水按照 串行编程的方式就是两个任务依次进行也就是说你先打酱油然后回来再烧水。这么做没啥问题但是没有效率啊所以你也可以先把水烧上然后去打酱油回来正好水烧开了这种 多个任务同时进行的编程方式就叫做 并行编程 。回到计算机中来 串行编程 的方式就是我们把所有要完成的任务放到一个 进程 中去执行而 并行编程 的方式就是我们去开几个 进程 同时执行(注这个 同时 可能是假的如果只有单个处理器那就是看上去是 同时 的)。这种 并行编程 的优势是显而易见的充分利用多个处理器现代计算机的处理器越来越多不用白不用。如果所有的任务都塞到1个进程中而计算机实际有100个处理器那么将会有99%的计算能力将被浪费。防止任务的阻塞即使是在单个处理器中为多个任务创建多个进程也是有好处的。先执行的任务可能会需要执行某些 I/O 操作而造成阻塞所以就需要等待 I/O 操作完成才能继续执行。但是如果为每个任务创建一个进程之后一个任务阻塞掉并不会影响别的任务的正常执行。简化编程的模型把一个大任务拆分成若干个小任务自然是会事情清晰许多(注也不是绝对啊)也就是所谓的大事化小小事化了所以把各个任务分配到不同进程里去执行在我们编程方面也会容易一些(注不是绝对啊)。线程线程的概念进程 是个好东西可以给每个任务都分配一个进程以达到并发执行的目的。可是运行了一段时间人们发现还是有一些不好的地方的不同进程之间的资源不能够共享。这个对于为了一个大目标细分成的若干小任务很不友好。比方说对于一个网站来说针对每一个访问网站的连接都去创建一个进程如果我们想累加一下总的访问连接数就比较麻烦了因为各个进程不能去修改同一块内存。创建、切换、销毁进程成本太大。小贴士 由于我们的主题是java语言里的并发操作至于操作系统底层对于创建、切换、销毁进程都要做哪些东西不是我们唠叨的范围但是这些操作的开销真的很大你知道这一点就好了再返回头来看 进程 的两个特点一是对资源的所有权二是可以作为操作系统调度和执行的单位这两个特点是没有关系的也就是说独立的现代的好多操作系统已经把这两个特点给拆开了 可以被调度和执行的单位通常被称作 线程 或者 轻量级进程 而拥有资源所有权的单位通常被称为 进程 。小贴士 由于历史原因原先的进程既是资源的分配单位也是调度和执行的单位所以我们打开一个程序就相当于打开一个进程。 提出线程概念之后这种打开一个程序就相当于打开一个进程的叫法也被保留了下来。其实现在打开一个程序的意思是打开一个进程并且打开若干个于这个进程相关联的线程。线程的特点看一下这个 线程 的各种特点一个进程至少对应一个线程操作系统每开始执行一个程序都会为其分配所需的资源以及创建若干个 程序执行流 也就是说会创建一个线程以及若干线程。各个 线程 可以共享同一个进程中的各种资源因为 线程 是从属于某个进程所以进程中的内存、 I/O 啥的资源这个 线程 都可以访问到。接着上边那个例子我们可以对于每一个连到网站的连接都可以分配一个线程然后在申请一块儿内存表示连接数每创建一个线程都把连接数加1问题就愉快的解决了。创建、切换、销毁线程的成本远低于原先进程的成本因为只是一个调度和执行的单位本来就是原先进程概念的一部分所以创建、切换、销毁线程的成本就小多了。线程通信比进程通信的效率高原先进程间通信需要配合各种机制现在线程间由于可以共享内存所以通信就easy多了。小贴士 至于进程间需要啥机制我这就不说了不是我们讨论的范围。所以 线程 的提出完美的解决了一开始提出的把不同任务分配给不同进程执行的缺陷现在我们可以把不同的任务分配给不同的 线程 去执行不仅可以方便通信交流而且创建和使用的成本还低线程的状态由于线程只是单纯的继承了线程中调度和执行的特性所以原先进程拥有的状态现在线程一样拥有也就是 创建 、 就绪 、 执行 、 阻塞 、 退出 。