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面试速答(先看这里)

**一句话结论:**并发(Concurrent),在操作系统中,是指一个时间段中有几个程序都处于已启动运行到运行完毕之间,且这几个程序都是在同一个处理机上运行。

60秒标准回答:

并发(Concurrent),在操作系统中,是指一个时间段中有几个程序都处于已启动运行到运行完毕之间,且这几个程序都是在同一个处理机上运行

那么,操作系统是如何实现这种并发的呢?

现在我们用到操作系统,无论是Windows、Linux还是MacOS等其实都是 多用户多任务分时操作系统 。使用这些操作系统的用户是可以“同时”干多件事的

**答题顺序:**结论 → 原理/机制 → 关键流程 → 场景与取舍 → 易错点

回答主线:

  • **要点1:**那么,操作系统是如何实现这种并发的呢?
  • **要点2:**现在我们用到操作系统,无论是Windows、Linux还是MacOS等其实都是 多用户多任务分时操作系统 。
  • **要点3:**但是实际上,对于单CPU的计算机来说,在CPU中,同一时间是只能干一件事儿的。
  • **要点4:**如果某个作业在时间片结束之前,整个任务还没有完成,那么该作业就被暂停下来,放弃CPU,等待下一轮循环再继续做.此时CPU又分配给另一个作业去使用。
  • **要点5:**Erlang 之父 Joe Armstrong 用一张比较形象的图解释了并发与并行的区别:

**记忆锚点:**CPU → Parallel → 多用户多任务分时操作系统 → Concurrent → 较形象的图解释了并发 → 队伍指的就是两个进程

关键取舍:

  • 并发与并行之间的关系 并行(Parallel),当系统有一个以上CPU时,当一个CPU执行一个进程时,另一个CPU可以执行另一个进程,两个进程互不抢占CPU资源,可以同时进行,这种方式我们称之为并行(Parallel)。

易错提醒:

  • 提到并发,还有另外一个词容易和他混淆,那就是并行。

加分表达:

  • 如果某个作业在时间片结束之前,整个任务还没有完成,那么该作业就被暂停下来,放弃CPU,等待下一轮循环再继续做.此时CPU又分配给另一个作业去使用。
  • 由于计算机的处理速度很快,只要时间片的间隔取得适当,那么一个用户作业从用完分配给它的一个时间片到获得下一个CPU时间片,中间有所”停顿”,但用户察觉不出来,好像整个系统全由它”独占”似的。

追问准备:

  • 围绕「CPU」:底层原理是什么?使用时有哪些边界和常见坑?
  • 围绕「Parallel」:底层原理是什么?使用时有哪些边界和常见坑?
  • 围绕「多用户多任务分时操作系统」:底层原理是什么?使用时有哪些边界和常见坑?
  • 如果线上出现异常,你会如何定位、验证并规避?

典型回答 ​

并发(Concurrent),在操作系统中,是指一个时间段中有几个程序都处于已启动运行到运行完毕之间,且这几个程序都是在同一个处理机上运行。

那么,操作系统是如何实现这种并发的呢?

现在我们用到操作系统,无论是Windows、Linux还是MacOS等其实都是多用户多任务分时操作系统。使用这些操作系统的用户是可以“同时”干多件事的。

但是实际上,对于单CPU的计算机来说,在CPU中,同一时间是只能干一件事儿的。为了看起来像是“同时干多件事”,分时操作系统是把CPU的时间划分成长短基本相同的时间区间,即”时间片”,通过操作系统的管理,把这些时间片依次轮流地分配给各个用户使用。

如果某个作业在时间片结束之前,整个任务还没有完成,那么该作业就被暂停下来,放弃CPU,等待下一轮循环再继续做.此时CPU又分配给另一个作业去使用。

由于计算机的处理速度很快,只要时间片的间隔取得适当,那么一个用户作业从用完分配给它的一个时间片到获得下一个CPU时间片,中间有所”停顿”,但用户察觉不出来,好像整个系统全由它”独占”似的。

所以,在单CPU的计算机中,我们看起来“同时干多件事”,其实是通过CPU时间片技术,并发完成的。

提到并发,还有另外一个词容易和他混淆,那就是并行。

并发与并行之间的关系 ​

并行(Parallel),当系统有一个以上CPU时,当一个CPU执行一个进程时,另一个CPU可以执行另一个进程,两个进程互不抢占CPU资源,可以同时进行,这种方式我们称之为并行(Parallel)。

Erlang 之父 Joe Armstrong 用一张比较形象的图解释了并发与并行的区别:

并发是两个队伍交替使用一台咖啡机。并行是两个队伍同时使用两台咖啡机。

映射到计算机系统中,上图中的咖啡机就是CPU,两个队伍指的就是两个进程。