任务并行和監視器 (程序同步化)

快捷方式: 差异，相似，杰卡德相似系数，参考。

任务并行和監視器 (程序同步化)之间的区别

任务并行 vs. 監視器 (程序同步化)

任務平行（Task parallelism），也稱為功能平行（function parallelism）或控制平行（control parallelism），是平行計算程序设计模型的一种。在这个模型中，每一个线程执行一个分配到的任务，而这些线程则被分配（通常是操作系统内核）到该并行计算体系的各个计算节点中去。. -- (Monitors，也称为--) 是一种程序结构，结构内的多个子程序（对象或模块）形成的多个工作线程互斥访问共享資源。這些共享資源一般是硬體裝置或一群變數。管程实现了在一个时间点，最多只有一个线程在执行管程的某个子程序。与那些通过修改数据结构实现互斥访问的并发程序设计相比，管程实现很大程度上简化了程序设计。 管程提供了一种机制，线程可以临时放弃互斥访问，等待某些条件得到满足后，重新获得执行权恢复它的互斥访问。 管程是东尼·霍尔 与泊·派克·漢森 提出的，并由泊·派克·漢森首次在并行Pascal中实现。东尼·霍尔证明了這與信号量是等價的。管程在当时也被用于單作業系統环境中的进程間通訊。 在程式語言Concurrent Pascal，Pascal-Plus，Modula-2，Modula-3，Mesa以及Java中都提供這個功能。.

互斥锁

互斥锁（英语：Mutual exclusion，缩写 Mutex）是一种用于多线程编程中，防止两条线程同时对同一公共资源（比如全局变量）进行读写的机制。该目的通过将代码切片成一个一个的临界区域（critical section）达成。临界区域指的是一块对公共资源进行存取的代码，并非一种机制或是算法。一个程序、进程、线程可以拥有多个临界区域，但是并不一定会应用互斥锁。 需要此机制的资源的例子有：旗标、队列、计数器、中断处理程序等用于在多条并行运行的代码间传递数据、同步状态等的资源。维护这些资源的同步、一致和完整是很困难的，因为一条线程可能在任何一个时刻被暂停（休眠）或者恢复（唤醒）。 例如：一段代码（甲）正在分步修改一块数据。这时，另一条线程（乙）由于一些原因被唤醒。如果乙此时去读取甲正在修改的数据，而甲碰巧还没有完成整个修改过程，这个时候这块数据的状态就处在极大的不确定状态中，读取到的数据当然也是有问题的。更严重的情况是乙也往这块地方写数据，这样的一来，后果将变得不可收拾。因此，多个线程间共享的数据必须被保护。达到这个目的的方法，就是确保同一时间只有一个临界区域处于运行状态，而其他的临界区域，无论是读是写，都必须被挂起并且不能获得运行机会。.

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信号量

信号量（Semaphore）又稱為--，是一个同步对象，用于保持在0至指定最大值之间的一个计数值。当线程完成一次对该semaphore对象的等待（wait）时，该计数值减一；当线程完成一次对semaphore对象的释放（release）时，计数值加一。当计数值为0，则线程等待该semaphore对象不再能成功直至该semaphore对象变成signaled状态。semaphore对象的计数值大于0，为signaled状态；计数值等于0，为nonsignaled状态.

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线程

线程（thread）是操作系统能夠進行運算调度的最小單位。它被包含在进程之中，是进程中的實際運作單位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一個进程中可以並行多個线程，每条线程并行执行不同的任务。在Unix System V及SunOS中也被称为轻量进程（lightweight processes），但轻量进程更多指内核线程（kernel thread），而把用户线程（user thread）称为线程。 线程是独立调度和分派的基本单位。线程可以为操作系统内核调度的内核线程，如Win32线程；由用户进程自行调度的用户线程，如Linux平台的POSIX Thread；或者由内核与用户进程，如Windows 7的线程，进行混合调度。 同一进程中的多条线程将共享该进程中的全部系统资源，如虚拟地址空间，文件描述符和信号处理等等。但同一进程中的多个线程有各自的调用栈（call stack），自己的寄存器环境（register context），自己的线程本地存储（thread-local storage）。 一个进程可以有很多线程，每条线程并行执行不同的任务。 在多核或多CPU，或支持Hyper-threading的CPU上使用多线程程序设计的好处是显而易见，即提高了程序的执行吞吐率。在单CPU单核的计算机上，使用多线程技术，也可以把进程中负责I/O处理、人机交互而常被阻塞的部分与密集计算的部分分开来执行，编写专门的workhorse线程执行密集计算，从而提高了程序的执行效率。.

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臨界區段

在同步的程式設計中，臨界區段（Critical section）指的是一個存取共用資源（例如：共用裝置或是共用記憶體）的程式片段，而這些共用資源有無法同時被多個執行緒存取的特性。 當有執行緒進入臨界區段時，其他執行緒或是行程必須等待（例如：bounded waiting 等待法），有一些同步的機制必須在臨界區段的進入點與離開點實現，以確保這些共用資源是被互斥或的使用，例如：semaphore。 只能被單一執行緒存取的裝置，例如：印表機。 一個最簡單的實現方法就是當執行緒（Thread）進入臨界區段時，禁止改變處理器；在uni-processor系統上，可以用「禁止中斷（CLI）」來完成，避免发生系统调用（System Call）导致的上下文交換（Context switching）；當離開臨界區段時，處理器回復原先的狀態。.

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