從找對象到多執行緒

2019 年 10 月 4 日
筆記

最近遇到了一個和多執行緒有關的事，順便簡單複習了下相關概念，稍後舉個栗子?來解釋下。

進程 and 執行緒

進程我們都知道，就是應用程式的啟動實例。比如我們運行一個遊戲，打開一個軟體，就是開啟了一個進程。

而執行緒從屬於進程，是程式的實際執行者。一個進程至少包含一個主執行緒，也可以有更多的子執行緒。

我們可以簡單的理解：為了做一件事，我開了一個進程，為了讓這件事更有效率的完成，我開了多個執行緒。

從找對象入手加深理解

如果這麼說還是不清楚的話，我們以一個找對象的例子來加深理解：

讀研了，望著身邊的小夥伴一個個都是成雙成對，筆者有一個萬年單身的好基友就跟一條酸菜魚似的（又酸又菜又多餘），想著要不也找個女朋友吧？於是就創建了一個名為「找對象」的進程。但是學校女生太多了，如果一個一個試的話不知道啥時候才能脫單。這時候，萬能的度娘給出了建議，為什麼不同時下手呢？

於是，他就創建了兩個「撩妹」的執行緒，每個執行緒負責撩一個妹子。但這時就有問題出來了。

雖然他可以同時撩兩個妹子，但是有些事情就是沒辦法同時和兩個妹子做，比如上課、吃飯、散步。這個時候就需要「數據保護」。做這些事情的時候，他一次只能跟一個妹子做，這就叫做「臨界區」。他撩的兩個妹子，一個是紅玫瑰，一個是白玫瑰，各有各的特點，這是她們的「私有屬性」。這兩個妹子都可以跟他約會，此時他就是一個「共享記憶體」。如果某一天他跟其中一個妹子在外面約會，那另一個撩妹執行緒就只能「阻塞」了。但是為了防止後院起火，不讓另一個妹子不爽，他就只能發條朋友圈說自己在學習，不想被打擾，這就叫「互斥鎖」。同時為了不讓她們影響對方的存在，他用QQ叫著其中一個的小名，微信卻是另一個的情侶頭像，這就是「消息傳遞」。

上述兩個執行緒在某種意義上就構成了「競態條件」（個人認為叫做「競爭狀態」會更好）。如果他只有這兩個執行緒的話，想要完成「找對象」這個進程，就只能看這兩個執行緒誰的執行效率更高（其實就是看誰先運行完）了。這麼一看，我的好基友貌似很快就可以完成「找對象」這一進程了，因為無論是哪個執行緒，只要有一個「撩妹」執行緒結束了，整個進程也就結束了。

但是在結束前可能會出現一些問題（注意這裡是可能），如果他在排約會檔期時一旦沒有進行良好的調度，就很有可能會出現兩個妹子約在同一天約會，基友卻沒辦法到達的情況，這種情況就叫「死鎖」，即較長時間的等待或資源競爭。亦或是如果不幸被兩個妹子都發覺了對方的存在，卻又為表大度，你讓我我讓你，最終導致「找對象」進程無法進行下去，這就叫做「活鎖」。如果此時出現了一個「工具人」妹子，主動倒追我基友，這樣的話即使被加入了「找對象」的進程，也可能會因為一系列問題始終沒法和他單獨約會（畢竟還有兩個「撩妹」執行緒在進行著），這種情況就叫做「飢餓」。這三種情況總結一下就是：

死鎖：爭來爭去誰也得不到
活鎖：讓來讓去誰都不擁有
飢餓：排多久都輪不到自己

倘若我基友最後撩成功的女朋友並不是他最喜歡的那個人，即最終的運行結果和預期不同，這就叫「執行緒不安全」。反之，如果最後撩成功的妹子是他最喜歡的，即最終的結果和預期相同，那這個就叫「執行緒安全」。

這麼一看，真是人生如戲。只是可悲的是，我本以為現在執行的是一個單進程，卻沒想到也只是別人的一個執行緒罷了。