1.
艾伦在一次粒子加速器爆炸大事变中取得了极速挪动的超能力，因而开始化身为超级英雄“闪电侠”。类比之下，CPU 是计算机最外围的部件，它负责指令的读取和执行，每秒能够执行几十亿条指令！其实比闪电侠还要快得多。
小闪这种能力很快就被 FBI 发现了，为了好好利用小闪，FBI 雇佣了小闪为其特地口头小组 A 执行工作。
说是特地口头小组，其实除了小闪之外只有一个 A 博士，小闪日常的工作就是获得 A 博士的指令并且执行。这就是计算机晚期的单过程模型。
2.
然而 A 博士从搜集情报到得出正确的指令毕竟须要工夫，而小闪执行指令的速度又太快，所以在 FBI 高层眼里，A 博士总是忙忙碌碌，而小闪成天优哉游哉。
为了进步小闪的利用率，FBI 在特地口头小组办公室的楼下，着手成立另一个特地口头小组 B。
这个着手成立的过程就是编码，而编码的后果就是失去一个可能实现某个特定性能的程序。
很快，特地口头小组 B 在 B 博士的单独主持下开始暗中运行。这就是过程的诞生，过程其实就是运行的程序。当初 FBI 特地口头小组进入了多过程时代。
3.
尽管都是 FBI 的特地口头小组，若无非凡状况，A 和 B 通常井水不犯河水，他们都认为本人垄断了 FBI 的所有资源，但这其实只是 FBI 的小把戏而已。
背地的含意就是每个过程采纳了完全相同的虚拟地址空间，然而经由操作系统和硬件 MMU 合作，映射到不同的物理地址空间。
不同的过程，都有各自独立的物理内存空间，特地口头小组 A 和 B 之间的通信就是过程间通信（IPC）。
4.
小闪尽管速度快，然而仍然没方法在同一时刻同时执行 A 博士和 B 博士两个人的指令，就如同人不能在向右看的同时向左看。
A 博士和 B 博士经常为此大打出手，谁都想占用小闪更多的工夫，好实现本人的 KPI。
FBI 领导层想了一个方法，新成立了一个调度小组，用来给各个小组调配小闪的应用工夫。一开始，调度小组会给每个过程调配相等的一小段时间，而后每个小组轮流地占用小闪执行相应工夫的工作。这就是 CPU 的工夫片调配。
如果小闪在这一小段时间内还没执行完，那也必须得停，然而得保留一下执行进度，下次持续从完结的中央开始做。这就是 CPU 的上下文切换。
这样一来，A 博士和 B 博士的 KPI 实现了，小闪也忙起来了。说是忙起来，然而花在指令执行上的工夫其实也没多多少，根本就是在两个小组之间重复横跳了，小闪的工作仍然惬意。
5.
两个博士眼红于小闪仍然有大把的闲暇工夫，竟然颇有默契地发动了招聘布告，广揽天下英才，势必要多找点事件给小闪做。
很快，口头小组内的成员越来越多，并且每个成员的工作都不一样，比方有些人负责查阅材料，有些人负责收取讯息 …… 小组内各个成员分工协作，实现特地小组的独特指标。自此进入多线程时代。
线程就好比是小组内的成员，一个过程能够蕴含很多个线程。
过程是资源分配的根本单位，比方 FBI 给特地小组调配办公场合。
线程是 CPU 调度的根本单位，比方小闪须要执行每个小组成员的指令。
6.
成员多了，治理就成了一个新的问题。如果每个成员只是自说自话，齐全不考究团队合作，极容易造成团队外部抵触。
为此，FBI 制订了几个策略。对应的是线程的同步。
7.
口头小组内的资源不同，共享的水平也不一样。比方厕所，当有人正在应用的时候，其他人只能期待，如果贸然闯进去必然呈现抵触。这示意过程中的某些共享内存同一时间只能由一个线程应用，其余线程必须期待该线程完结应用之后能力持续应用。
一个避免其他人进入的简略办法就是给厕所增加一把锁，首先占用厕所的人上锁，其他人看到有锁之后就在门口排队，直到占用的线程开释锁能力进入。这个策略叫做「互斥锁」，英文叫做Mutex。
8.
不同于厕所，会议室就能同时容许 10 集体进入，如果人数超过 10 个，多进去的人只能排队等着，除非有人空出地位，其他人能力进入会议室。
为了解决这个问题，FBI 在会议室的门口挂了 10 把钥匙，每个人进入会议室前都要取一把钥匙，进去时把钥匙放回原位。如果后来者发现没有钥匙了，就在会议室门口期待。这种策略叫做「信号量」，互斥锁只容许一个线程进入临界区，信号量容许多个线程同时进入临界区。
9.
有些时候，口头小组的某些工作比较复杂，须要流水线式作业。上游的人员做完之后把后果交付给上游人员解决，这就是典型的生产者消费者模式。
如果生产者生产得太快，咱们能够适当让上游的人员进行作业，期待某个机会唤醒生产者；反之，如果消费者生产得太快，咱们能够适当让上游的人员进行作业，等到某个机会唤醒消费者。
这种策略叫做「条件变量」，背地的原理是当线程在期待某些条件时使线程进入睡眠状态，一旦条件满足，就唤醒。
10.
最初拿口头小组的放映机举个例子。很多成员喜爱在休息时间坐在一起应用放映机看个电影，消遣一下工夫，相似于多线程对同一资源进行读操作，这种状况下不论多少人在看电影都不会呈现问题。
然而偏偏有人在其他人看电影的时候要降级一下放映机的操作系统，这必定会影响其他人的观影体验；反之，在降级操作系统的时候，有人要看电影，这同样会对降级人员造成困扰。
这种时候咱们能够定一个策略，当观影时，随时欢迎其余观影人员应用观看；当降级时，禁止任何观影人员和任何其余降级人员应用。
这种形式称为「读写锁 」，也叫做「 共享 - 独占锁」，“观影”对应的就是线程的读操作，“降级”对应的就是线程的写操作。具体来说个别有两种状况：
- 读写锁处于写锁定的状态，则在解锁之前，所有试图加锁的线程都会阻塞；
- 读写锁处于读锁定的状态，则所有试图以读模式加锁的线程都可失去拜访权，然而以写模式加锁的线程则会阻塞；
作者：蝉沐风
公众号：蝉沐风
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完！