并发编程理论

目录

• 操作系统发展史
• 1. 穿孔卡片阶段
• 2.联机批处理系统
• 3. 脱机批处理系统
• 多道技术
• 单道技术
• 多道技术
• 进程理论
• 进程与程序的区别
• 进程的调度算法(重要）
• 进程的并行与并发
• 进程的三状态 

操作系统发展史

1. 穿孔卡片阶段

计算机很庞大，使用很麻烦，一次只能给一个人使用，期间很多时候计算机都不工作

好处：程序员独占计算机，为所欲为
坏处：计算机利用率太低，浪费资源

2.联机批处理系统

提前使用磁带一次性录入多个程序员编写的程序，然后交给计算机执行

 

 

 CPU工作效率有所提升，不用反复等待程序录入

3. 脱机批处理系统

极大地提升了CPU的利用率
总结：CPU提升利用率的过程

多道技术

在学习并发编程的过程中，不做刻意提醒的情况下，默认一台计算机就一个CPU(只有一个干活的人)

单道技术

所有的程序排队执行，过程中不能重合

 

 

 

多道技术

利用空闲时间提前准备其他数据，最大化提升CPU利用率

 

 

 

多道技术详细
1.切换
计算机的CPU在两种情况下会切换(不让你用，给别人用)

• 程序有IO操作

　　　　输入\输出操作
　　　　input、time.sleep、read、write

• 程序长时间占用CPU

　　　　我们得雨露均沾，让多个程序都能被CPU运行一下

2.保存状态
CPU每次切换走之前都需要保存当前操作的状态，下次切换回来基于上次的进度继续执行

隐喻：（重要）

开了一家饭店，只有一个服务员，但是同时来了五桌客人
请问:如何让五桌客人都感觉到服务员在服务他们？
让服务员化身为闪电侠，只要客人有停顿，就立刻切换到其他桌，如此往复

 

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进程理论

进程与程序的区别

• 程序:一堆死代码(还没有被运行起来)
• 进程:正在运行的程序(被运行起来了)

进程的调度算法(重要）

1.FCFS(先来先服务)

　　对短作业不友好

2.短作业优先调度（SJ/PF）

　　对长作业不友好

3.时间片轮转法+多级反馈队列(目前还在用)
　　将时间均分，然后根据进程时间长短再分多个等级
　　等级越靠下表示耗时越长，每次分到的时间越多，但是优先级越低

进程的并行与并发

• 并行

　　　　多个进程同时执行，必须要有多个CPU参与，单个CPU无法实现并行

• 并发

　　　　多个进程看上去像同时执行，单个CPU可以实现，多个CPU肯定也可以

区别:

并行是从微观上，也就是在一个精确的时间片刻，有不同的程序在执行，这就要求必须有多个处理器。

并发是从宏观上，在一个时间段上可以看出是同时执行的，比如一个服务器同时处理多个session。

 

判断下列两句话孰对孰错：
A：我写的程序很牛逼，运行起来之后可以实现14个亿的并行量
    说法不对，并行量必须要有对等的CPU才可以实现，没有那么多数量的CPU

B：我写的程序很牛逼，运行起来之后可以实现14个亿的并发量
    合情合理，完全可以实现，以后我们的项目一般都会追求高并发

ps:目前国内可以说是最牛逼的>>>:12306

进程的三状态 

就绪态
　　所有的进程在被CPU执行之前都必须先进入就绪态等待
运行态
　　CPU正在执行
阻塞态
　　进程运行过程中出现了IO操作，阻塞态无法直接进入运行态，需要先进入就绪态