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操作系统和并发的爱恨纠葛

❝这里说的浪费资源指的是资源空闲,没有充分使用的情况。 ❞ 操作系统为我们的程序带来了 并发性,操作系统使我们的程序同时运行多个程序,一个程序就是一个进程,也就相当于同时运行了多个进程。...操作系统在协调和分配进程的同时,操作系统也会为不同进程分配不同的资源。...一种高效的运行方式是为不同的程序划分时间片使用资源,但是有一点需要注意,操作系统可以决定不同进程的优先级,虽然每个进程都有能够公平享有资源的权利,但是每次前一个进程释放资源后的同时有一个优先级更高的进程抢夺资源...原子性问题 看起来很普通的一段程序却因为两个线程 aThread 和 bThread 交替执行产生了不同的结果。...为什么线程切换会开销如此之大呢?线程间的切换会涉及到以下几个步骤 ?

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怎样做可靠的分布式锁,Redlock 真的可行么?

要正确性的:拥有锁可以防止并发操作污染你的系统或者数据,如果这把锁 fail 了两个节点同时操作了一份数据,结果可能是数据不一致、数据丢失、file 冲突等,会导致严重的后果。...Martin 假设了一个场景,一个 client 要修改一个文件,它先申请得到锁,然后修改文件写回,放锁。...,上述代码还是可能跪,下面的流程图会告诉你为什么: 上述图中,得到锁的 client1 在持有锁的期间 pause 了一段时间,例如 GC 停顿。...,那么奇怪的结果就会发生,曾经 HBase 就发生过这种 Bug。...如果你认为自己的程序不会有长时间的 GC 停顿,还有其他原因会导致你的进程 pause。

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    PC性能监测工具,您不可或缺的好帮手~~

    在计算机使用过程中,常有人会问:为什么我的CPU利用率接近100%?为什么可用内存不断减少? 幸运的是,Windows性能工具包为我们提供了帮助。是什么应用程序的锅,我们使用该性能工具一探究竟。...PROVIDERS:不同类型的Event产生者。例如线程、网络、I/O、CPU、内存等各种Provider,它会使用WriteEvent来记录信息。...CONSUMERS:已产生Event的使用者;WPA就是使用者,用来做可视化分析,它会解析logfile以获取结果。 ?...时间轴 时间轴是和Analysis相关联的,展示的是分析性能的时间line。一般情况下只显示一个时间轴,如果有多个不同时间段的Analysis,则会展示多个时间轴。 ?...(1) 版本问题 目前能下载到的版本有4.8 /6.3 /10.0,这几个版本的兼容性并不是很好,生成ETL文件后,一定注意要用同版本的WPR、WPA或是XPerfView去分析,用不同版本的话会有一些奇怪的问题

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    并发锁(一):为什么要加锁

    终于下定决心写这系列的文章了,这系列的文章将从零开始,一步步了解并发下,锁的产生,类别,以及锁的实现 并发数据混乱 首先我们看这样一段代码: 并发情况下,A客户端和B客户端同时请求,然后同时获得了相同的数据27,所以这2个进程同时获取到了27,又同时写入了28的这个数字,导致了数据重复读取,重复写入    2:在并发情况,A客户端和B客户端同时写入...,如果是覆盖写入方式,可能会出现写入数据为空的情况,如果是追加写入,可能会出现数据冲突的情况 很明显,并发下,问题是一定有的,这个时候,该怎么解决呢?...锁 并发下,同时访问数据会出现错误,那么,如果我不同时访问,当并发来的时候,同一时间只允许同一时间访问,这样问题不就没了? 这样是没错的,那该怎么限制呢?...这个时候,就需要用到  "锁"了 锁是一种数据保护机制,可允许某一个线程(进程)进行操作锁,当文件锁上时,其他线程(进程)根据锁的性质(读写锁,阻塞非阻塞) 其他进程会等待锁的进程操作结束,关闭锁,才可以操作该文件

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    性能分析(3)- 短时进程导致用户 CPU 使用率过高案例

    只剩下 3.7% 提出疑问 为什么进程所占用的 CPU 使用率并不高,但是系统 CPU 使用率和平均负载会这么高?...CPU 使用率的进程了 嘶,发现 top 并没有满足我们的需求,看来得祭出另一个命令了 pidstat 查看是否有异常进程的 CPU 使用率过高 每秒取一次结果,共取 10 次 pidstat 1 10...回想一下 ab 测试的参数,并发请求数是 5 再看进程列表里, php-fpm 的数量也是 6, 再加上 Nginx 好像同时有 6 个进程也并不奇怪 仔细瞧一瞧 php-fpm、Nginx、docker...回答 因为 stress 是短时进程 会频繁的产生新的 stress 进程 系统需要从旧的 stress 进程切换到新的 stress 进程再运行,这样切换次数就会增加 VM1 通过 perf 查看性能分析报告...,在你找到触发瓶颈的命令行后,却可能发现,这个外部命令的调用过程是应用核心逻辑的一部分,并不能轻易减少或者删除;这时,你就得继续排查,为什么被调用的命令,会导致 CPU 使用率升高或 I/O 升高等问

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    STL中string的copy-on-write实现导致的问题

    这个string没有被显示的初始化,或者说采用的默认初始化。这个问题的原因很奇怪,奇怪的地方在于一个用户进程声明的std::string为什么无法写入呢?...COW技术的一个经典应用在于Linux内核在进程fork时对进程地址空间的处理。...由于fork产生的子进程需要一份和父进程内容相同但完全独立的地址空间,一种做法是将父进程的地址空间完全复制一份,另一种做法是将父进程地址空间中的页面标记为共享的(引用计数+1),使子进程与父进程共享地址空间...因为每个进程或线程都拥有自己的副本,在进行修改时不会影响其他进程的数据。这样可以避免并发访问导致的数据不一致性问题。...COW的思想在资源管理上被广泛使用,甚至连STL中的std::string的实现也要沾一下边,g++ 4.9中实现的std::string便是COW的实现。

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    Linux进程控制

    1.进程创建 1.1.fork()函数常规用法 一个父进程希望复制自己,使父子进程同时执行不同的代码段。例如,父进程等待客户端请求,生成子进程来处理请求。 一个进程要执行一个不同的程序。...0:表示程序异常退出,进程执行失败。非零又用1 2 3 4等等,数字表示不同的错误信息 bash会自动记录上一个程序的退出码 : echo $?...函数也被称为子程序,与进程退出时返回退出码类似,函数执行完毕也会返回一个值,这个值通常用于表示函数的执行结果或状态。...4.4.1 exec*接口 + p 我们发现execlp,的第一个参数是file,而execl是path,说明execl第一个参数需要传递的是要替换的文件的路径,而第二个只需要传递文件名称就行了,会自动取环境变量指定的路径下去寻找文件...应用场景 进程替换的应用场景有:Shell命令解释、服务器设计、在线OJ、搜索引擎等 Shell命令解释:当用户在Shell中输入一个命令,Shell会创建一个子进程来执行该命令,这个子进程会使用exec

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    为什么要用 Node.js

    在 C10K 提出时,我们还在使用 Apache 服务器,它的工作原理是每当有一个网络请求到达,就 fork 出一个子进程并在子进程中运行 PHP 脚本。执行完脚本后再把结果发回客户端。...虽然 Apache 后来使用了 FastCGI,但本质上只是一个进程池,它减少了创建进程的开销,但无法有效提高并发数。...我们可以把用来产生输出结果的 response 参数传递给其他模块,并用异步的方式生成输出结果,最后在回调函数中执行真正的输出。...不同异步方法的回调会在不同的 phase 被执行,掌握这一点很重要,否则就会因为调用顺序问题产生逻辑错误。 Event Loop 不断的循环,每一个阶段内都会同步执行所有在该阶段注册的回调函数。...不同的流还可以串联(Chain)起来,比如读取一个压缩文件,一边读取一边解压,并把解压内容写入到文件中: ? Node.js 提供了非常简洁的数据流操作,以上就是简单的使用介绍。

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    如何利用并发性加速你的 python程序(上)

    你可能想知道为什么 python 对相同的概念使用不同的词。事实证明,只有从宏观意义上看线程、任务和进程时,它们才是相同的。一旦你开始深入了解细节,它们都代表着一些稍微不同的东西。...通过多进程,python 创建了新的进程。这里的一个进程可以被看作是一个完全不同的程序,尽管从技术上讲,它们通常被定义为一个资源的集合,其中的资源包括内存、文件句柄和类似的东西。...这样做会产生一些复杂的情况,但是在大多数情况下,python 都能很好地平衡它们。 并发何时有用? 并发性可以对两种类型的问题产生很大的影响。这通常称为 CPU 绑定和 I/O 绑定。...看起来有点奇怪,但你只想创建这些对象中的一个,而不是为每个线程创建一个对象。对象本身负责分离不同线程对不同数据的访问过程。...如果超过这个值,那么创建和销毁线程所产生的额外开销将抵消任何节省时间所带来的好处。 这里的难点在于,正确的线程数不是从一个任务到另一个任务中的常量。需要进行一些实验才能得到结果。

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    Redis数据库 专题

    为什么要用Redis/为什么要用缓存 高性能和高并发 高性能:从内存读取数据比从硬盘读取要快很多。如果数据库中对应的数据改变之后,同步改变缓存中相应的数据即可。...bgsave详细过程如下: Redis使用fork()函数复制一份当前进程(父进程)的副本(子进程) 父进程继续接收并处理客户端发来的命令,而子进程开始将内存中的数据写入硬盘中的临时文件 当子进程写入完所有的数据后会用该临时文件替换旧的...)来优化子进程的使用效率,所以在子进程存在期间,服务器会提高负载因子的阈值,从而避免在子进程存在期间进行哈希表扩展操作,避免不必要的内存写入操作,最大限度地节约内存。...缺点: 如果fork()之后,父子进程都还需要继续进行写操作,那么会产生大量的页异常中断(page-fault),得不偿失。...如何解决Redis并发竞争key问题 并发竞争key的问题指的是多个系统同时对一个key进行操作,但最后执行的顺序与我们期望的不同,这样导致了结果的不同。

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    初识Linux · 重定向和缓冲区

    : 但是不同的是为什么打印出来的是0?...还真的会。 那么这个现象奇怪吗?其实并不算奇怪,因为我们知道文件描述符1虽然被关闭了,但是实际上只是没给stdout而已,给了新开的文件log.txt,那么,这是不是一种重定向呢? 答案:是!...我们在这里使用的fllush,exit刷新的其实都是语言层面的缓冲区。 大致的样子就是这样,那么,与之前不同的是我们知道了缓冲区不只有一个,好像有多个?...那么,对于重定向来说,我们已经有了一个较深的理解,现在,我们来引入一段较为奇怪的代码,通过结果来引出缓冲区的概念: int main() { int fd = open("log.txt",O_WRONLY...而创建进程之后,进程结束之后是会刷新缓冲区的,也就是将语言层面的刷新了两次,从而导致,log.txt里面,有两份一样的代码。 所以,我们从这个现象,引出三段论: 缓冲区是什么? 缓冲区为什么存在?

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    MIT 6.S081 教材第六章内容 -- 锁 -- 下

    这是个保守的规则,如果一个数据结构可以被多个进程访问,其中一个进程会更新这个数据,那么可能会产生race condition,应该使用锁来确保race condition不会发生。...这是我们在使用自动加锁之后的一个假设的场景。 在这个例子中,我们会有错误的结果,那么为什么这是一个有问题的场景呢?为什么这个场景不能正常工作?...在我们完成了第一步,也就是删除了d1下的x文件,但是还没有执行第二步,也就是创建d2下的y文件时。其他的进程会看到什么样的结果? 是的,其他的进程会看到文件完全不存在。...所以这里锁确保了硬件寄存器只有一个写入者。 当UART硬件完成传输,会产生一个中断。在前面的代码中我们知道了uartstart的调用者会获得锁以确保不会有多个进程同时向THR寄存器写数据。...其次锁会增加编写程序的复杂性,在我们的一些实验中会看到锁,我们需要思考锁为什么在这,它需要保护什么。如果你在程序中使用了并发,那么一般都需要使用锁。

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    一文搞懂进程与线程

    以上代码在一个容器里面运行,从而产生一个僵尸进程,如何追查? ? 在使用命令的时候,使用pstree也是可以的,但是,不好追查相关的进程属于哪个容器。。。一个容器有各种进程。。。 ?...4、 查看进程使用的文件 在查看进程的时候,也可以看到进程打开了哪些文件,使用了哪些文件描述符,那么,看这个又有什么意思呢 ? ?...在上面的结果中,这种带有中括号的,就是内核线程。。。 竞态条件,就是所谓的多个进程或者多个线程一起访问同一个临界区,那么并发控制怎么办?你要写入,我也要写入。。。冲突。。。...其实这类问题,还是主要是因为产生了多个进程或者线程使用同一个变量或者数据结构,从而导致冲突的产生。。。为何要共享?...共享,居然是为了更好的协作,也就是多个进程在不同的时刻做不同的事儿,从而提高性能。。。

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    一篇文章了解Redis数据库

    区别的是redis会周期性的把更新的数据写入磁盘或者把修改操作写入追加的记录文件,并且在此基础上实现了主从同步。...第一个问题先抛出来,既然选择使用Redis作缓存,其实主要从“高性能”和“高并发”来进行理解。...快照持久化(RDB) RDB持久化是指在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘,实际操作过程是fork一个子进程,先将数据集写入临时文件,写入成功后,再替换之前的文件,用二进制压缩存储。...优点: 1.只有一个文件dump.rdb,方便持久化; 2.容灾性好,一个文件可以保存到安全的磁盘; 3.性能最大化,fork子进程来完成写操作,让主进程继续处理命令,所以是IO最大化(使用单独子进程来进行持久化...3.AOF机制的rewrite模式。 缺点: 1.AOF文件比RDB文件大,且恢复速度慢;数据集大的时候,比rdb启动效率低。 2.根据同步策略的不同,AOF在运行效率上往往会慢于RDB。

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    从并发处理谈PHP进程间通信(一)外部介质

    : 需要一个循环ID生成器,循环生成从 Min 到 Max 的数字ID,在ID递增到 Max 后,返回到 Min 重新开始递增;必须能保证多个进程并发请求时生成的ID不同。...本文通过此需求的不同实现,来介绍通过外部介质进行的进程间通信的方式。另外,不只PHP语言,其他语言也能使用这些方法。 文章如有错漏之处,烦请指出,如果您有更优的办法,欢迎在下面留言讨论。...文件 flock 文件是最基本的存储介质,它当然可以作为消息的传输通道来使用。文件的存取各种语言都有各自的多种方案,问题点是多进程并发时的冲突问题。...,并向文件内写入新的cycle_id rewind($handler); fwrite($handler, $cycle_id); // 多写入一些空格为了防止数值升到多位后,...我们使用一个固定的普通键来作为消息中转站,然后利用其 incr 命令的原子性和其执行结果(递增后的值),实现 cycle_id 的递增。

    1.2K60

    Java并发编程面试题(2021最新版)

    为什么要使用并发编程 充分利用多核CPU的计算能力:通过并发编程的形式可以将多核CPU的计算能力发挥到极致,性能得到提升 方便进行业务拆分,提升系统并发能力和性能:在特殊的业务场景下,先天的就适合于并发编程...Java 程序中怎么保证多线程的运行安全? 6. 并行和并发有什么区别? 7. 什么是多线程 多线程:多线程是指程序中包含多个执行流,即在一个程序中可以同时运行多个不同的线程来执行不同的任务。 8....内存分配:同一进程的线程共享本进程的地址空间和资源,而进程之间的地址空间和资源是相互独立的 影响关系:一个进程崩溃后,在保护模式下不会对其他进程产生影响,但是一个线程崩溃整个进程都死掉。...Future 接口表示异步任务,是一个可能还没有完成的异步任务的结果。所以说 Callable用于产生结果,Future 用于获取结果。 22....如果编写多线程程序的Java程序员不理解隐式进行的线程之间通信的工作机制,很可能会遇到各种奇怪的内存可见性问题。 3.

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    文件描述符fd 和 缓冲区

    就是如下图这种管理模式 1.2.如何理解Linux下的一切皆文件 其实上一切皆文件,就是封装的结果,利用形式上完全一模一样的结构体对各种硬件进行描述,让其截然不同的操作封装硬件提供的接口上(读写。...看到这里,是不是很奇怪,明明printf()是向显示器写入的为什么会对log.txt写入呢?...这数组的前三个在操作系统打开的时候,加载进来了,而printf()函数,默认就是向该数组中fd为1的文件执行写入操作,我们把fd==1的文件关了,重新加载了一个文件进去,按照分配规则,那么那个文件就该被分配为...优点:保证了数据的即时可见性。 缺点:性能下降,频繁的使用系统调用会增加开销。 二、全缓冲、全刷新 全缓冲:全刷新,缓冲区满了或者关闭文件时,缓冲区的数据才会被刷新到目的设备中。...刷新缓冲区,是清空缓冲区,是修改数据的一种方式,所以父子进程的数据会发生写时拷贝,父子进程分别刷新各自的缓冲区,随即产生两份数据。

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    对线面试官-Redis(为什么这么快为什么能抗住高并发)

    面试官:Redis 为什么可以抗高并发? 派大星:首先,Redis使用内存存储数据,避免了磁盘I/O的开销,提高了数据访问的速度。其次,Redis拥有丰富的对象类型,包含八种类型,满足不同的需求。...面试官:Redis 为什么使用单线程却依旧可以抗高并发?...首先我们要明确知道Redis 服务器是一个事件驱动程序, 服务器处理的事件分为文件事件和时间事件两类。 文件事件:Redis 主进程中,主要处理客户端的连接请求与响应。...文件事件是对套接字操作的抽象,每当一个套接字准备好执行连接应答、写入、读取、关闭等操作时,就会产生一个文件事件。因为一个服务器通常会连接多个套接字,所以多个文件事件有可能会并发地出现。...IO 多路复用程序负责监听多个套接字并向文件事件分派器传送那些产生了事件的套接字。文件事件分派器接收 IO 多路复用程序传来的套接字,并根据套接字产生的事件的类型,调用相应的事件处理器。

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    2w 字 + 40 张图带你参透并发编程!

    一种高效的运行方式是为不同的程序划分时间片来使用资源,但是有一点需要注意,操作系统可以决定不同进程的优先级。...❝在计算机中,一般堆栈指的就是栈,而堆指的才是堆 ❞ 线程会共享进程范围内的资源,例如内存和文件句柄,但是每个线程也有自己私有的内容,比如程序计数器、栈以及局部变量。...原子性问题 看起来很普通的一段程序却因为两个线程 aThread 和 bThread 交替执行产生了不同的结果。...可以使用不同的并发模型来实现并发系统,并发模型说的是系统中的线程如何协作完成并发任务。不同的并发模型以不同的方式拆分任务,线程可以以不同的方式进行通信和协作。...如果多个线程执行一段关键代码,而这段关键代码会因为执行顺序不同而造成不同的结果时,那么这段代码就会包含竞争条件。

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    一次切割日志引发的血案

    一次切割日志引发的血案 很多应用程序会产生日志,有些程序已经实现了日志切割,一般是每天一个文件。但有时这个切割并不能满足我们的需求,例如我们需要颗粒度更细的切割。 切割日志的目的是什么?...我们首先了解一下日志是怎么产生的,那种日志可以切割,那些日志不能切割,为什么不能切割,如果需要切割日志怎么处理? 首先日志是怎么产生的 日志生命周期,创建/打开日志文件,追加日志记录,关闭日志文件。...你可以反复实验,结果相同。 # cat /tmp/test.logtwo e four five 我为什么没有使用 echo “five” » /tmp/test.log 这种方式追加呢?...Linux 系统可以使用 inotify 开发包来监控文件的状态变化,包括开打,写入,修改权限等等。 你需要启动一个进程或者线程监控日志文件的变化,以便随时reload 你的主程序。...程序运行中能够在创建丢失的日志文件,当日志被其他程序改写后,能够夺回写入权。 但这样的程序会影响程序并发性能,鱼和熊掌不能兼得。

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