进程和线程

多道技术

单道批处理系统:多个程序串行使用CPU

多道程序设计技术:多个程序同时进入计算机的主存储器并启动,宏观上是并行的,多道程序处在运行中;微观上是串行的,各道程序轮流交替使用CPU.空间上的复用,一个CPU可以让多个用户使用

空间上的复用:一个CPU可以提供给多个用户使用
时间上的复用:切换+保存状态
- 当CPU遇到IO操作[input(),print(),time.sleep()],会将当前执行程序的CPU使用权断开
  - 优点:CPU的利用率高
- 当一个程序占用CPU时间过长,会断开当前CPU使用权
  - 缺点:程序的执行效率降低

进程的调度

先进先出算法

最先进入的进程最先执行,一直到该进程结束,或阻塞时,释放

缺点:若长时间先进入,后面无法使用

短进程优先

谁用时短,谁优先执行

缺点:长时间进程需要被控很长时间

时间片轮转法

CPU执行时间1s中,加载N个程序,将1s等分未N个时间片.

多级反馈队列

将执行优先分为多层级别

1:优先级最高

2:优先级第二

3:以此类推

......

同步和异步

指的是提交任务的方式

同步:

发送方发出数据后,等接收方回响应以后才发下一个数据包的通讯方式

异步:

发送方发出数据后,不等待接收方发回响应,接着发送下个数据包的通讯方式

同步时阻塞模式,异步是非阻塞模式.

注意:阻塞和非阻塞,同步和异步不是同一个概念!

进程的回收

孤儿进程

父进程先于子进程结束,则子进程成为孤儿进程,子进程的父进程成为init进程,称为init进程领养孤儿进程

僵尸进程

子进程终止,父进程尚未对其ID进行回收,变成僵尸进程.

并发

基本概念

串行:排成一队一个个处理

好的程序都是串并行结合的

并发和并行的区别

并行,parallel

同时做某些事,可以互不干扰的同一个时刻做多件事

并发,

同时一个时刻或某一段时间内,需要有多件事需要做

并行可以解决并发问题

比如:十辆车要同时经过单车道,修建4车道,就是通过并行解决并发的问题

并发的解决

食堂打饭模型

12点开饭,都涌向食堂,这就是并发.如果人特别多,这就时高并发.

1.队列.缓冲区

排成队列,就是一个缓冲地带,就是缓冲区

如若有女士,那女士队就是一个优先队列

2.争抢

有人抢这打饭,抢到了就相当于锁定窗口,只是一种锁机制

是一种解决高并发的解决方案,但是不好,因为有人长时间抢不到

如果争抢,一定要有锁机制,不然争到了也会很快被别人抢掉

3.预处理

提前做80%的菜预备着

一种提前加载用户需要的数据的思路,预处理思想,缓存常用

4.并行

相当于开多个窗口让人打饭,成本上升

日常可以通过购买更多服务器,或多开进程,进程实现并行处理,来解决并发问题

这些都是水平扩展思想

注:

如果线程在单CPU上处理,就不是并行了

但是多数服务器都是多CPU的,服务的不是往往是多机的,分布的,这都是并行处理,

5.提速

提高单个窗口的打饭速度,也是解决并发的方式.

提高单个CPU性能,或单个服务器安装更多的CPU

这是一种垂直扩展的思想

缺点:容易触到技术天花板,而且价格到后面会飙升

6.消息中间件

相当于缓冲,但是在系统外面(第三方)缓冲

进程和线程

在实现了线程的操作系统中,线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位.它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位.一个程序的执行实例就是一个进程.

进程(Process)是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配和调度的基本单位,是操作系统结构的基础.