并发与并行

为了让程序更好地利用计算机资源,出现了进程/线程,以及并发模式和并行模式的概念。

一、进程和线程

  • A. 进程是程序在操作系统中的一次执行过程,系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
  • B. 线程是进程的一个执行实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位。
  • C. 一个进程可以创建和撤销多个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行。

二、并发和并行

  • A. 多线程程序在一个核的cpu上运行,就是并发。
  • B. 多线程程序在多个核的cpu上运行,就是并行。
     如图所示: image

三、并发和并行的效率比较

 如上图所示,假定任务A/B/C均衡分配,并行效率更高,因为并发切换线程需要cpu开销(图中树立的双虚线)。
 但是为什么绝大多少操作系统,应用程序采用并发的机制呢?因为并行和并发是以CPU来区分,大多数场景下,需要磁盘IO、网络IO,这些IO耗时远远大于cpu耗时,所以大部分情况下并发更能充分利用计算机资源。超级计算机,比如银河超级计算机,这类计算机专注于CPU计算,所以采用并行的操作系统和程序。

四、协程和线程

 随着互联网的发展,C10k问题(即单机 10000 个并发连接)出现了。CPU硬件发展不能再遵守摩尔定律,1万个线程切换的耗时变得不能承受.操作系统层面,采用epoll类似的IO多路复用技术来减少线程数.
 golang在语言层面采用goroutine协程减少线程开销。

  • 协程:独立的栈空间,共享堆空间,调度由用户自己控制,本质上有点类似于用户级线程,这些用户级线程的调度也是自己实现的。
  • 线程:一个线程上可以跑多个协程,协程是轻量级的线程,多数情况下,每个线程至少需要占用内存1MB。
  • 每个goroutine协程2KB的栈内存占用, 采用GMP机制管理.

vim 文件相关(四)
Golang GMP调度