学计算机的那个

不是我觉到、悟到,你给不了我,给了也拿不住;只有我觉到、悟到,才有可能做到,能做到的才是我的.

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线程安全

并行 和 并发 有什么区别?

并行:充分利用计算机的多核,在多个线程上同步进行 (多个操作同时进行)

并发:在一条线程上通过快速切换,让人感觉在同步进行(多个操作同时存在)

如果某个系统支持两个或者多个动作(Action)同时存在,那么这个系统就是一个并发系统。如果某个系统支持两个或者多个动作同时执行,那么这个系统就是一个并行系统。并发系统与并行系统这两个定义之间的关键差异在于“存在”这个词。

在并发程序中可以同时拥有两个或者多个线程。这意味着,如果程序在单核处理器上运行,那么这两个线程将交替地换入或者换出内存。这些线程是同时“存在”的——每个线程都处于执行过程中的某个状态。如果程序能够并行执行,那么就一定是运行在多核处理器上。此时,程序中的每个线程都将分配到一个独立的处理器核上,因此可以同时运行。

我相信你已经能够得出结论——“并行”概念是“并发”概念的一个子集。也就是说,你可以编写一个拥有多个线程或者进程的并发程序,但如果没有多核处理器来执行这个程序,那么就不能以并行方式来运行代码。因此,凡是在求解单个问题时涉及多个执行流程的编程模式或者执行行为,都属于并发编程的范畴。

摘自:《并发的艺术》 — 〔美〕布雷谢斯

堆和栈

  • 堆:是大家共有的空间,分全局堆和局部堆。全局堆就是所有没有分配的空间,局部堆就是用户分配的空间。堆在操作系统对进程初始化的时候分配,运行过程中也可以向系统要额外的堆,但是记得用完了要还给操作系统,要不然就是内存泄漏。

  • 栈:是个线程独有的,保存其运行状态和局部自动变量的。栈在线程开始的时候初始化,每个线程的栈互相独立,因此,栈是thread safe的。操作系统在切换线程的时候会自动的切换栈,就是切换 SS/ESP寄存器。栈空间不需要在高级语言里面显式的分配和释放。

与线程“绑定”的是栈,用于存储自动变量。每一个线程建立的时候,都会新建一个默认栈与之配合。堆则是通常与进程相关,用于存储全局性的变量,进程建立的时候,会建立默认堆。于是,每一个线程都有自己的栈,然后访问共同的堆。当然,你可以通过OS API建立其他堆栈。

线程安全

多条线程同时工作的情况下,通过运用线程锁,原子性等方法避免多条线程因为同时访问同一块内存造成的数据错误或冲突。

多线程数据为什么不安全

目前主流操作系统都是多任务的,即多个进程同时运行。为了保证安全,每个进程只能访问分配给自己的内存空间,而不能访问别的进程的,这是由操作系统保障的。

在每个进程的内存空间中都会有一块特殊的公共区域,通常称为堆(内存)。进程内的所有线程都可以访问到该区域,这就是造成问题的潜在原因。

每条线程都有自己独立的栈空间,但是他们公用了堆,所以他们肯能同时访问同一块内存空间,因此造成数据冲突。

多线程之间共享、独享哪些资源呢?

  • 共享资源:
  1. 堆 由于堆是在进程空间中开辟出来的,所以它是理所当然地被共享的;因此new出来的都是共享的(16位平台上分全局堆和局部堆)
  2. 全局变量 它是与具体某一函数无关的,所以也与特定线程无关;因此也是共享的
  3. 静态变量 虽然对于局部变量来说,它在代码中是“放”在某一函数中的,但是其存放位置和全局变量一样,存在于堆中开辟的.bss和.data段,是共享的。
  4. 文件等公用资源 这个是共享的
  • 独享的资源
  1. 寄存器 这个可能会误解,因为电脑的寄存器是物理的,每个线程去取值难道不一样吗?其实线程里存放的是副本,包括程序计数器PC

解决线程安全的方法

线程锁,原子性