【Java】《2小时搞定多线程》个人笔记（一）https://developer.aliyun.com/article/1395300
并发和并行
并发和并行的前提
- CPU的飞速发展，比如 i7 出现多核多线程。
- 编程语言自身支持多线程，这一点很重要，比如Java天生具备多线程能力。
- 一对一映射内核线程。
- 充分利用操作系统资源。
- 操作系统本身：操作系统对于多线程的利用也很关键，操作系统通过编程语言的逻辑进行多线程。调度是性能影响的关键。
理清两者概念
并发
实际上包含了两种概念，第一种：并发存在程序“并发性”，第二种：多个任务的执行状态是“并发”的。
这两种概念都有一个很好的比喻，也就是我们的大脑，我们大脑可以具备“并发性”，比如可以同时操作鼠标和键盘。另一个意义操作鼠标和键盘这两个动作是并发但不是并行的，同时画圆和画圈（需要经过一定的训练）可以看作是并行的。
并发存在程序“并发性”：
- 此时并发和并行的概念不在同一个维度。
- 同一个时间可能有多个线程接替工作，给使用者的感受好像是在同时工作，比如边敲键盘，边操作鼠标，实际上是受到程序并发性的影响。
- 不同的部分在无序或者同时执行，但是最终结果不影响。
- 无论单核还是多核心，只要能得出正确结果，就具备并发性。
- 这时候和多个任务执行状态的概念是不在一个维度上的， 而是更高维度。
多个任务的执行状态是“并发”的：
- 这种情况下是逻辑上的“并行”，并不是真正的并行。
- 重叠的时间段交替运行
- 并发不一定并行
- 并行一定并发
- 并发，并发和并发的不同
并行
并行的例子就是两个动作物理上同时发生，比如边打游戏，边接电话这两个动作可以同时进行。
- 并行是多个核心可以在同一个时间线物理上同时工作
- 并行一定并发
- 依托于现代处理的发展
- 多核能力强化
- 编程语言支持多线程
两者关系
上面的图可以得出几个概念
- 并发不一定并行
- 并行一定并发
- 并行和并发是并行包含在并发的概念里面，所以并行的前提是并发
提问：并发程序一定是并行的么？
结论：并发程序不一定并行，但是并行程序一定是并发的。
不一定，因为单核处理器通过快速的上下文切换也可以达到类似并行的效果，实际上是利用抢占式的系统调用和分片式的系统调用完成的。
单核逻辑上同行运行叫做并发。上下文切换非常快，所以会认为是并行的。多核实现了物理上并行，核心和核心之间互相独立，可以真正意义上物理时间可以实现。
比喻：是一个人操作多条流水线，好像每一个流水线都可以处理任务。多个人在流水线上，一个流水线挂了可以由别的流水线接收。
并发继续拓展
- 表面上多个任务执行状态。
- 程序上的并发性也叫做并发。
高并发和多线程关系
多线程是解决高并发问题的解决方案之一，但是多线程不是高并发的唯一办法。
比如redis操作数据就是单线程实现的（保证原子性非常简单），因为没有上下文切换十分高效，它没有用到多线程却页解决了数据库高并发的问题，分担压力。
拓展：
- 并行的程序执行效率取决于开发者的代码。
- 取决于处理器的性能。
- 操作系统的调度。
高并发的性能指标
- QPS：每秒的查询数量，越高说明服务器可以承受的瞬间压力越大
- 带宽：决定了例如视频网站的服务质量。
- PV（Page View）：也就是访问和点击量。
- UV（Unique View）：表示单个用户访问的次数，是对于PV的访问量和点击率
- UV一定会小于PV
- IP和UV：最大的区别是是否是同一个用户的操作决定，也就是Cookie
- 两个不同的指标
- 第一个指标 IP：拨号上网IP变动
- IP是每个人单独IP，但是访问者的Cookie是一样的
- IP+1，Uv不变
- 第二个指标 UV：局域网同一个账户多个人使用
- IP可能没有变但是Cookie在切换
- IP没有变，UV+1
- 并发连接数
- 某个时刻同时接受请求数量
- 服务器平均等待时间
- 处理一个请求所需时间。
同步和异步/阻塞和非阻塞
同步和异步
区分关键点：被调用方的行为
同步
强调的是被调用者（服务器）行为，不是请求方的行为。没有得到结果之前，服务端不返回任何结果。
和阻塞的判断刚好相反。
再次强调是被调用者（服务器）行为，不是请求方的行为。
异步
调用之后服务端立刻返回结果（通常是一个通知）。
案例：烧水壶、买书
烧水壶：传统的铁壶需要等待水烧开才会有结果，电水壶只需要理解返回启动结果即可，因为后续水烧开之后会断电并且提醒。
买书：同步就是书店买书直到老板给出想要的书之前会一直被迫等待（被调用方的行为），网上买书下单之后直接通知结果过几天之后到货。
阻塞和非阻塞
关键：对于调用者而言的服务端状态
- 站在线程状态角度
- 站在线程发出请求之后请求方的角度
案例：烧水壶、买书
烧水壶：阻塞就是看着水一直到烧开，非阻塞就是烧水的时候间隔一段时间看一眼。
买书：阻塞就是拿到要买的书籍之前老老实实等待（调用方等待），非阻塞书店老板找书的过程中可以逛逛书店看看其他的书籍。
综合案例
综合案例用洗衣服的案例来理解。
同步阻塞
洗衣服丢到洗衣机，全程看着洗衣机洗完，洗好之后晾衣服。
同步非阻塞
把衣服丢到洗衣机洗，然后回客厅做其他事情，定时看看洗衣机是不是洗完了，洗好后再去晾衣服。（等待期间你可以做其他事情，比如用电脑刷剧看视频）。
异步阻塞
把衣服丢到洗衣机洗，然后看着洗衣机洗完，洗好后再去晾衣服（没这个情况，几乎没这个说法，可以忽略）。
异步非阻塞
把衣服丢到洗衣机洗，然后回客厅做其他事情，洗衣机洗好后会自动去晾衣服，晾完成后放个音乐告诉你洗好衣服并晾好了。
常见问题汇总
线程和进程的相同与不同点
不同点：
- 起源不同
- 概念不同
- 性能开销不同
- 作用域不同
- 拥有资源不同
- 数量不同
相同点：生命周期
并发和并发
- 并发和高并发是一个包含关系（并行包含并发），一个程序并行意味着一定是并发，但是并发可以模拟出并行的效果。
- 并发有两种概念，如果是程序“并发性”，则并行和并发不在一个维度，可以任务无论单核或者多核只要结果正确就具备并发性。另外一个程序具备并发性也算是并发的说法。
多线程的弊端
- 异构化任务无法用多线程完成的任务不如单线程高效。
- 线程安全问题，比如共享变量互相覆盖。
- 性能问题，比如上下文切换、缓存失效。
高并发是否意味着多线程
- 多线程仅仅是高并发的解决方案之一，两者是两个不同的概念，不能混为一谈。
- 多线程不是唯一办法，但确实是主要办法。
缓存、消息队列、锁是高并发的三架马车
同步、异步、阻塞、非阻塞
从并发编程的角度对着四个概念进行再次整理。
同步异步：和队列有关，事情能不能委托给其他人来办。 阻塞非阻塞：和锁的机制有关，做一个工作的时候能不能抽空干别的事情。
洗衣机洗衣服：
- 同步阻塞：开启洗衣机，并且全程盯着洗衣机工作。
- 同步非阻塞，开启洗衣机，虽然还是要隔几分钟看洗衣机是否完成工作，但是期间可以干别的事情。
- 异步阻塞：委托给洗衣机自己洗衣服，但是要全程盯着取出衣服最后把衣服晾了。
- 异步非阻塞：告诉洗衣机自己洗衣服，工作完成之后洗衣机自动把衣服晾了，最后告知结果。
单核CPU上多线程的意义
- 开启多个线程可以让耗时的任务交给后台处理，利用其他线程提供服务。
- 程序不知道运行在单核还是多核，单核CPU也可以充分利用多线程提高资源利用率。
