210101：并发

  本文对“并发”这个概念做了精准定义。看过许多来源于百度的相关文章，我认为有些作者对于此概念的理解非常不到位，甚至是错误的。读完本文后，若您感觉有些帮助，请点赞；若您感觉有大帮助，给点赏金。

术语解释：线程（thread）

  CPU用于执行指令，既然有指令，就有相应的数据。线程提供指令与相应的数据给CPU。可以形象地将线程理解为“生产者”，将CPU理解为“消费者”。

术语解释：时间片（time slice）

  线程轮流使用CPU，究竟哪个线程占用CPU由线程调度算法决定。线程1获得CPU的使用权，意味着接下来的一段时间，CPU将执行线程1所提供的那些指令。线程调用算法分配给线程的那段时间被称为时间片。时间片耗尽后，线程1若未执行完，也不能继续“霸占”CPU了。接下来哪个线程使用CPU由线程调用算法决定。

术语解释：线程的生命周期

  线程包含一条又一条指令，线程的执行本质上是其所包含的指令的执行。对于线程，某些情况下，仅仅一个时间片是不够用的。线程的生命周期指的是其包含的第一条指令开始执行的时间点，一直到最后一条指令执行完毕的时间点。请注意：某线程的生命周期不仅包含线程调度算法分配给它的时间片，也可能包含分配给其它线程的时间片，只不过对于这些时间片，此线程处于“挂起”状态。换句话说，对于两个线程，对应的生命周期有可能是重叠的。

术语解释：时钟频率（clock rate）

  时间片的长度由时钟频率决定，时钟频率可进行设置。时钟频率越高，时间片越短。时钟频率是衡量CPU性能的重要指标。对时钟频率的解释到此为止，不能再深入了，学有止境。

术语解释：并发

  并发这个概念，广泛存在于与计算机科学相关的知识领域中。并发描述了两个线程之间的关系。若线程1与线程2的生命周期重叠了，那么我们说这两个线程是并发的。

术语解释：并发控制

  若具有并发关系的两个线程所访问的内存空间并不重叠，那么不会出现异常；若具有并发关系的两个线程所访问的内存空间重叠了，有可能出现异常。话讲到这，总结如下：对于两个线程，若“时间重叠”且“空间重叠”，那么异常有可能发生。所谓的并发控制就是通过某些措施杜绝异常的发生。异常发生的必要前提是“两个重叠”。

关于“两个重叠”的案例

  线程1占据时间片1与时间片4；线程2占据时间片2与时间片3。线程1的工作是使得某账户余额（初始值1000）减去100，线程2的工作是使得此账户余额增加100。假设时间片1结束时，线程1未将结果（900）写入（账户余额对应的）内存区。这种情况下，时间片3结束后，此内存区的值变成了1100。时间片4结束后，此内存区的变成了900。正确的结果应该是1000，而不是900。可看出，异常发生的原因是“两个重叠”。

异常消除

  如何消除并发访问同一数据可能带来的异常呢？之前提到过异常发生的两个必要前提：“时间重叠”与“空间重叠”。因此可从两个角度出发，设计消除异常的方案。

  最容易想到的方案是，为每一个线程分配连续的足够的时间片。这种做法的确可以避免“时间重叠”这种情况的发生，进而消除异常。但设想一下，若某线程负责下载容量几个G的影片，一旦其获得CPU的使用权，那么接下来的几十分钟内，您不能做任何事情，只能等待......。

  “时间重叠”这种现象的确可消除，但一旦消除，所有线程串行化执行，用户体验非常差，这种方案不好。接下来，我们试着从“空间重叠”这个角度出发提出方案。共享内存区域是实现线程间通信的一种方式，将“共享内存区域”消除掉，也不太合适。

  现实中，是通过“锁”消除并发访问同一数据带来的异常。“锁”的相关话题本文不涉及，太大，几句话讲不明白，随后会有相关文章呈现。