记录下并发与多线程的一些知识
并发的前提
多核CPU与缓存
多处理器与多核心
- 多处理器：即多个独立的CPU单元
- 多核心：每个CPU单元有单个或多个核心，当存在多核心的CPU运行多线程时，那么这些线程是可以并行的。单核心的CPU是否不存在线程的并行？并非如此，若单核心的CPU拥有Hyper-threading技术，那么单核心可以并行的运行两个逻辑线程
并发/并行
- Concurrency 指的是运行的多线程间存在资源的共享（或者运行的多线程会执行同一段代码片段）。单核、多核都可能存在并发，这种并发若不做相应的控制则会引起安全问题。并发多指发生在同一时间段
- Parallelism 指的是在多个独立的核心或多个独立的CPU上运行的多线程，并行不存在线程间的数据共享，需要硬件支持（多核、多处理器）。并行发生在同一时刻
并发的场景
- 多进程/多任务：单个CPU下的并发，如在使用QQ的同时打开爱奇艺看剧
- 多线程/子任务：单个应用下的并发，如博客网站可以处理不同用户的访问请求
上下文切换
上下文切换是操作系统有能力实现多任务的重要特性。在单CPU单核心的硬件环境中，CPU需要记录当前进程或线程的运行状态，这样在切换到另一个进程或线程结束后，可以再次正确的切换回当前的进程或线程。上下文切换会带来一定的CPU消耗，因为CPU需要消耗额外的时间来挂起执行的线程并且记录、恢复线程的执行状态。上下文切换由线程调度实现
进程是资源分配的最小单元，线程是CPU调度的最小单元
并发带来的问题
并发就是最大限度的压榨CPU能力，并发是把双刃剑，提高吞吐量/响应速度的同时也带来了一些问题
- 资源竞争问题：并发的读写会导致结果依赖于读写操作的顺序，而这种顺序是不可控的
- 内存一致性问题：多线程共同可见一块内存，当某一线程修改了共享内存区域的数据，可能导致其他线程不可见。在Java中使用Volatile关键字能够解决缓存一致性问题
线程互斥
针对并发的问题，常用的解决方案是使用互斥锁（Lock/Synchronize），互斥锁会使线程调度将多线程的执行强制为串行，互斥控制可能会导致其他CPU资源的浪费
I’m not a righteous man. I’m just one man. - Oskar Schindler