并发与并行的概念
1.基础定义：
- 并发指的是多个任务在重叠的时间段内执行，但不一定同时执行。在单核处理器上，通过时间片轮转实现多个任务的交替执行。
- 并行指的是多个任务真正同时执行，这需要多核处理器的支持。
多线程编程的意义与应用场景
1.为什么需要多线程？
在工业软件开发中，多线程编程主要解决以下问题：
- 提高性能：充分利用多核CPU资源
- 改善响应性：避免UI线程被阻塞，一般UI的刷新线程都是主线程，而其他操作都是子线程
- 实时处理：同时处理多个数据集
- 资源利用：提高系统资源利用率
线程安全与数据竞争
1.数据竞争问题
数据竞争发生在多个线程同时访问同一内存位置，且至少有一个是写操作时。
原子操作概念
1.什么是原子操作？
原子操作是不可中断的操作，要么完全执行，要么完全不执行，不会出现部分执行的状态。 C++11提供了原子类型std::atomic，可以使用任意的类型作为模板参数。在多线程中如果使用了原子变量，其本身就保证了数据访问的互斥性，所以不需要使用互斥量来保护该变量了。 可以参考：cppreference.cn/w/cpp/atomi…
死锁、活锁和饥饿
死锁
死锁发生在两个或者多个线程互相等待对方释放资源时。 我们有两个线程A和B，还要两个锁1和2，考虑一种情况：线程A获取了锁1，然后尝试获取锁2，同时线程B获取了锁2，尝试获取锁1，两个线程都等待对方先释放自己想要的锁，就死锁了。
活锁
活锁中线程不断改变状态来响应其他线程，但无法继续前进。
举个下面的例子，下面的代码可能会造成两个线程同步的情况：
线程1时间线: 尝试 → 失败 → 等待50ms → 尝试 → 成功 → 使用100ms → 释放 → 等待50ms → 尝试...
线程2时间线: 尝试 → 失败 → 等待50ms → 尝试 → 失败 → 等待50ms → 尝试 → 失败...
也就是看似两个线程，但其实两个线程同步运行，线程2一直没有获取锁，造成看似线程1释放了锁的状态，但其实别的线程也没有获取到过，称为活锁。
饥饿
饥饿发生在某个线程长期无法获得所需资源。造成饥饿的原因有很多，例如优先级导致的饥饿、不公平锁导致的饥饿、CPU密集型线程导致的饥饿，举个例子：
CPU密集型的线程，在多线程竞争中是处于优势地位的，就会导致IO线程处于饥饿状态，因为IO线程竞争不过CPU密集型的线程。造成IO线程一直没有被给资源运行，称为饥饿。 就像两个幼崽吃奶，一个含着奶头不松口，那另一个就可能一直处于饥饿状态。
总结
- 并发是逻辑上的同时，并行是物理上的同时
- 数据竞争是并发编程中最常见的问题
- 原子操作提供硬件级别的同步保证
- 死锁、活锁、饥饿是三种不同的资源竞争问题
