南京大學《作業系統》筆記（二）
阿新 • • 發佈：2021-11-19
併發與並行
並行：允許多個執行流同時執行（要求多個處理器）；
併發：多個執行流可以不按照一個特定的順序執行。
多工作業系統中的併發
併發性的來源：程序會呼叫作業系統的API，作業系統在併發執行兩個執行流的時候，要保證它們互不干擾，因此，對處理器和記憶體提出了要求。
| 處理器 | 記憶體 | 典型的併發系統 | 併發/並行 |
|---|---|---|---|
| 單處理器 | 共享記憶體 | OS核心/多執行緒程式 | 併發不併行 |
| 多處理器 | 共享記憶體 | OS核心/多執行緒程式 | 併發、並行 |
| 多處理器 | 不共享記憶體 | 分散式系統（訊息通訊） | 併發、並行 |
多處理器程式設計（多執行緒程式設計）
多執行緒之間，暫存器組的值、堆疊（包括堆疊中的區域性變數）是互相獨立
在C++中，可以使用pthread_create和pthread_join得到共享程式碼、共享資料、獨立堆疊的多個執行緒。（will新開一個部落格寫）
Q1：每個執行緒的堆疊範圍和大小？
A1：每個執行緒有8MB的記憶體對映區域和前後各4KB的保護頁。
Q2：每個執行緒有8M的堆疊，那麼為什麼1000個執行緒沒有耗盡記憶體？
A2：因為雖然每個執行緒有8MB的記憶體區域，但是它們是虛擬記憶體，並且在沒有被使用的時候不會對映到實體記憶體上（Lazy allocate），因此實體記憶體的佔用並沒有那麼多。
多處理器程式設計的困難
- 編譯器優化->順序的喪失：指令的執行不保證按照程式碼書寫的順序發生；
- 中斷/並行->原子性的喪失：程式碼的原子性隨時被破壞；
- 亂序執行->可見性的喪失：執行過的指令可能在多處理器之間不可見。