為什么需要多線程？

• 并行實(shí)體共享同一個(gè)地址空間和所有可用數(shù)據(jù) 的這種能力是多進(jìn)程鎖無法表達(dá)的，因?yàn)槎噙M(jìn)程具有不同的地址空間；
• 線程比進(jìn)程更加輕量級(jí)，更加快速；
• 需要大量IO處理和計(jì)算時(shí)，擁有多線程，能夠很明顯地提升性能；
• 在多CPU系統(tǒng)中，多線程是有益的，在這樣的系統(tǒng)中，能夠真正實(shí)現(xiàn)物理上的多線程并行運(yùn)行；

之前我們學(xué)習(xí)了線程庫內(nèi)置函數(shù)的一些使用，接下來我們來討論多線程在并發(fā)執(zhí)行過程中的一些問題，我們采取訪問同一塊內(nèi)存的方式來探究。

多線程的優(yōu)點(diǎn)

• 加快程序響應(yīng)速度；
• 當(dāng)前無需要處理的任務(wù)時(shí)，可將處理器時(shí)間讓給其他任務(wù)；
• 占用大量處理時(shí)間的任務(wù)可以定期將處理器時(shí)間讓給其他任務(wù)；
• 可以隨時(shí)停止任務(wù)；
• 可以分別設(shè)置各個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)以優(yōu)化性能；

最佳應(yīng)用場(chǎng)景

• 耗時(shí)或大量占用處理器的任務(wù)阻塞用戶界面操作；
• 各個(gè)任務(wù)必須等待外部資源；（如遠(yuǎn)程連接或INternet連接）

多線程的缺點(diǎn)

• 等候使用共享資源時(shí)會(huì)使得程序的運(yùn)行速度變慢，這些共享資源主要是獨(dú)占性資源，如打印機(jī)；
• 對(duì)線程進(jìn)行管理需要額外的CPU開銷；
• 線程的死鎖，即較長(zhǎng)時(shí)間等待或資源競(jìng)爭(zhēng)，
• 對(duì)公有變量的同時(shí)讀或?qū)懲鶗?huì)產(chǎn)生無法預(yù)知的錯(cuò)誤

驗(yàn)證思路

對(duì)同一個(gè)全局變量（初始值為0），使用五個(gè)線程函數(shù)進(jìn)行++操作，每個(gè)線程函數(shù)++1000次，因此，我們5個(gè)線程就應(yīng)該++5000次，最后該全局變量的值應(yīng)該為5000。

然而不同次的嘗試執(zhí)行，卻發(fā)現(xiàn)最終wg的值有時(shí)候是5000，有時(shí)候又是4997,4998。 

原因是：

我們對(duì)wg++，并不是原子操作，轉(zhuǎn)換為指令，有多條指令構(gòu)成，計(jì)算機(jī)執(zhí)行的二進(jìn)制的指令對(duì)變量的自增這一操作分了很多步驟，比如有兩條線程對(duì)wg++

但是++不是一下子可以完成，先將val讀過來，再++,再讀回去，這個(gè)操作還沒結(jié)束，另外一個(gè)線程也把wg讀過來，++,再讀回去。有可能兩個(gè)線程對(duì)wg=1;進(jìn)行加加，最后值卻為2。

我們不能僅僅停留在代碼層面考慮問題，我們還需要考慮代碼運(yùn)行的環(huán)境，觀察我們虛擬機(jī)的設(shè)置發(fā)現(xiàn)：有4個(gè)處理器，至少有兩個(gè)處理器有處理其他線程，存在一個(gè)線程放在2個(gè)處理器上的情況，同時(shí)訪問，出現(xiàn)小于5000的概率比較高，這也是因?yàn)椴⑿袌?zhí)行引起的。

調(diào)成1個(gè)處理器，此時(shí)的5個(gè)線程，只有1個(gè)線程執(zhí)行，其余4個(gè)肯定沒有執(zhí)行，不出現(xiàn)同時(shí)執(zhí)行兩個(gè)線程的情況。

出現(xiàn)小于5000的概率很?。ㄟ@個(gè)原因是，把val值1讀過來，還沒來得及++回去，這個(gè)時(shí)候時(shí)間片到了，發(fā)生了切換，換到其余線程，讀過來還是1，加加，現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)，還是1進(jìn)行加加，這種場(chǎng)景出現(xiàn)的概率非常?。?個(gè)處理器不能并行的。

總結(jié)

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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