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栈:系统自动分配释放,函数参数值,局部变量,返回地址等在此
栈:系统自动分配释放,函数参数值,局部变量,返回地址等在此
堆:存放动态分配的数据,由开发人员自行管理
堆:存放动态分配的数据,由开发人员自行管理
进程表会记录进程在内存的位置, PID 是多少,以及当前什么状态,内存给它分配了多大使用空间以及属于哪个用户
不同操作系统进程和线程实现机制有不同。
每个用户态线程通过系统调用创建一个绑定的内核线程, Windows NT 即采用这种模型 ;
n 个用户态线程对应 m 个内核态线程。m 通常设置为核数, Linux 即采用的这种模型
在 Linux 中,操作系统采用虚拟内存管理技术,使得进程都拥有独立的虚拟内存空间,理由也比较直接,物理内存不够用且不安全(用户不能直接访问物理内存)。Linux 内核看来只有进程而没有线程。Linux所谓的线程其实是与其他进程共享资源的轻量级进程。为什么说是轻量级呢? 在于它只有一个执行上下文和调度程序所需的信息, 与父进程共享进程地址空间 。
虚拟内存技术,把进程虚拟地址空间划分成用户空间和内核空间。
虚拟内存技术,把进程虚拟地址空间划分成用户空间和内核空间。
在 32 位的操作系统中, 4GB 的进程地址空间分为,用户空间和内核空间,用户空间为 0~ 3G, 内核地址空间占据 3~ 4G,
在 32 位的操作系统中, 4GB 的进程地址中用户空间为 0~ 3G, 内核地址空间为 3~ 4G,
用户不能直接操作内核空间虚拟 地址,只有通过系统调用的方式访问内核空间 。
用户不能直接操作内核地址,只有通过系统调用的方式访问。
线程共享虚拟内存和全局变量等资源,线程拥有自己的私有数据比如栈和寄存器。
线程共享虚拟内存和全局变量等资源,线程拥有自己的私有数据比如栈和寄存器。
## 并发/并行
## 多任务
多任务简单地说, 就是操作系统可以同时运行多个任务。分为并行和并发两种。
多任务就是操作系统可以同时运行多个任务。分为并行和并发两种。
并行是真在不同CPU核上同时执行, 并发是轮换在一个核上执行。
并行是真在不同CPU核上同时执行, 并发是轮换在一个核上执行。
【顺序】 你做作业,然后看综艺,
【并发】 你写程序到一半,综艺开始,看完综艺后继续写程序。两件事情都处于启动状态
【并行】 你写程序到一半,综艺开始,你一边做作业一边写程序。两件事情同时做
## 阻塞/非阻塞
## 阻塞/非阻塞
等候消息的过程中能不能干其他事
等候消息的过程中能不能干其他事
## 同步/异步
## 同步/异步
指的是消息通知的机制
指的是消息通知的机制
主动听消息则为同步(一直等,轮流取)、被动听消息则为异步
异步过程调用发出后,可以继续执行其它操作
通知调用者的三种方式,如下
通知调用者的三种方式,如下
状态:即监听被调用者的状态(轮询),调用者没隔一段时间检查一次,效率会很低 。
状态:即监听被调用者的状态,调用者每隔一段时间检查一次是否完成(轮询)。
通知:当被调用者执行完成后,发出通知告知调用者,无需消耗太多性能 。
通知:当被调用者执行完成后,发出通知告知调用者。
回调:与通知类似, 当被调用者执行完成后,会 调用调用者提供的回调函数。
回调:当被调用者执行完成后,调用调用者提供的回调函数 。
## 进程、线程、协程
## 进程、线程
一个游戏,启动后为一个进程
运行一个软件就是开了一个进程
运行一个软件就是开了一个进程
比如,一个游戏启动后为一个进程
但一个游戏需要图形渲染,联网操作能同时运行
但一个游戏需要图形渲染,联网操作能同时运行
所以将其各个部分设计为线程
所以将其各个部分设计为线程
即一个进程有多个线程
即一个进程有多个线程
@ -53,34 +42,17 @@ n 个用户态线程对应 m 个内核态线程。m 通常设置为核数, Linu
一个进程无法访问另一个进程的空间
一个进程无法访问另一个进程的空间
一个进程运行的失败也不会影响其他进程的运行
一个进程运行的失败也不会影响其他进程的运行
因为操作系统可以切换进程,所以看起来同时运行的进程数会超过核数
当需要创建的子进程数量巨大时,可以创建进程池
进程间常通过消息队列程序实现数据传递
一个进程内可以包含多个线程
一个进程内可以包含多个线程
线程是程序执行的基本单位,是进程中的实际运作单位
线程是程序执行的基本单位
线程是操作系统分配处理器时间的基本单元
线程是操作系统分配处理器时间的基本单元
线程之间没有单独的地址空间,一个线程死掉就等于整个进程死掉
线程之间没有单独的地址空间,一个线程死掉就等于整个进程死掉
协程运行在线程之上
协程的调度完全由用户控制,协程拥有自己的寄存器上下文和栈
通常我们所说的电脑配置几核就是最大可以运行的进程,
一个进程下的多个线程可以共享该进程的资源,包括内存。
因为电脑会切换进程,所以看起来电脑会同时运行的进程数会超过核数
多个线程同时对同一个全局变量操作,会出现竞争问题,从而数据结果会不正确
当需要创建的子进程数量巨大时,就可以创建进程池
同步控制。某个线程要更改数据时,先将其锁定,直到将状态变成“非锁定”,其他的线程才能锁该资源。
进程是常通过Queue实现数据传递, Queue是一个消息队列程序
线程是进程的一部分,一个进程下的多个线程可以共享该进程的所有资源
多个线程共享内存(数据和全局变量共享)。
如果多个线程同时对同一个全局变量操作,会出现资源竞争问题,从而数据结果会不正确
需要进行同步控制。某个线程要更改共享数据时,先将其锁定,此时资源的状态为“锁定”,其他线程不能更改;直到该线程释放资源,将资源的状态变成“非锁定”,其他的线程才能再次锁定该资源。
如果两个线程分别占有一部分资源并且同时等待对方的资源,就会造成死锁。
如果两个线程分别占有一部分资源并且同时等待对方的资源,就会造成死锁。
可以添加超时时间等,解决死锁
可以用一些机制解决死锁,比如超时。
协程是在一个线程中
协程是异步编程的一种具体实现。异步编程是一种编程范式,旨在提高程序的并发能力。
协程是一种允许在特定位置暂停或恢复的子程序。协程提供了一种轻量级的并发方式,允许多个任务在单线程内交错执行,非常适合 I/O 密集型场景。
和回调等其他异步技术相比,
协程维持了正常的代码流程,在保证代码可读性的同时最大化地利用了 阻塞 IO 的空闲时间。
协程在Python中有三种实现方式:
- 生成器中使用 yield/send
- 第三方库 gevent
- Python 3.5 以后的标准库中的 async/await
异步编程在当前 python 社区,常常等价于协程,甚至等价于 async