引入併發概念

單道作業系統

其實在單道系統時期，是沒有併發的，cpu更是沒有多核。程式設計師輸入資料，計算機處理，計算機輸出結果，每次一個程式執行完才能執行其他程式。但不久聰明的程式設計師們發現這樣極大的浪費計算機資源。比如，在執行一個算術問題時候，程式設計師輸入資料是很慢的(scanf（）)。而這幾秒鐘cpu卻阻塞在這裡等待IO完成。

多道作業系統

所以，為了克服單道系統的各種問題。研究出了多道作業系統，讓計算機可以同時執行多個程式（巨集觀上）。讓程式在等待IO時候，而CPU在執行其他程式，提高效率，節約資源。計算機系統採用分時複用的方式。將程序（執行的程式）貼上時間片的標籤。可以理解為A程序時間片1s,B程序時間片2s，時間片代表程序能用於cpu的時間。A程序裝載進cpu後1s後，A程序退出，讓B程序裝載進cpu執行2s，如此迴圈。所以在人眼中，敲程式碼和聽音樂是同時進行的。在微觀上，其實是程序在分時使用CPU，只是時間片太短，以至於使用者是感覺不到的

併發

所以參考度娘，併發有如下定義：
併發，在作業系統中，是指一個時間段中有幾個程式都處於已啟動執行到執行完畢之間，且這幾個程式都是在同一個處理機上執行，但任一個時刻點上只有一個程式在處理機上執行。

引入並行概念

併發只是巨集觀上的並行（程序同時執行），隨著計算機的發展，CPU不再是以前的單核 ，漸漸有了2核心，4核心，8核心。這樣A程序可以在1核心上執行的同時，B程序在2核心上執行。多核計算機上實現了真正的巨集觀上微觀上的並行。

引入併發並行的實現方式

實現並行和併發一般分為兩種，兩者各有優勢，可以根據實際需求考慮。
1，多程序實現
2，多執行緒實現
執行緒就是一個輕量級的程序，就如作業系統裡這麼說" 程序是資源分配的最小單位，執行緒是CPU排程的最小單位

實現方式

多程序的實現，程序的安全由作業系統進行管理，程式設計師不用太關心程序的安全，而更多在於多個程序的通訊，多程序的通訊方式有管道，共享記憶體，訊息等
多執行緒的實現，由於不佔用資源，共享資源，所以資料的通訊是很簡單的。而共享資源的資源是不安全的。由於作業系統不會提供執行緒的安全機制，所以需要程式設計師來維護資源的安全。這也是多執行緒的研究方向。

優缺點

記憶體方面： 多程序佔用大，多執行緒佔用小
CPU方面：多程序利用率低，多執行緒利用率高
資料通訊：多程序資料通訊複雜，多執行緒資料通訊簡單
資料安全

看看標題，我主要講多執行緒方面。下面是一個執行緒安全的栗子。

執行緒的安全問題

c++自11版本開始支援執行緒，執行緒的操作放在 #include 標頭檔案中宣告，因此使用 執行緒時需要包含 #include 標頭檔案。
建立一個執行緒：
std::thread t1(fun,引數)；
物件方法detach是將主程序和執行緒分離執行；
如下，我想用執行緒打印出一段資料。

但結果是出乎意料的，執行緒並沒有根據我預想的打印出來。執行緒是多個的，甚至CPU也可以多核，但控制檯只有一個。執行緒操作控制檯式無序的。你不能知道是A執行緒先執行還是B執行緒先執行。甚至執行緒內部的操作也是不同步的，如上第一行。執行緒一還沒有列印換行，控制檯就被執行緒2搶去列印了。所以最後引入了執行緒間是需要同步的。

栗子2

再舉個栗子，如下，fun1先sleep一秒鐘，然後資料自加操作。fun2先sleep一秒鐘，然後資料自減操作。兩種執行緒都執行100次。自加100次，自減100次，理論上最後結果應該是0

結果也是如此，與理論不符。這涉及底層原理。反彙編看看原始碼。

	//do something
	data++;
00FC80F3  mov         eax,dword ptr [data]  
00FC80F6  mov         ecx,dword ptr [eax]  
00FC80F8  add         ecx,1  
00FC80FB  mov         edx,dword ptr [data]  
00FC80FE  mov         dword ptr [edx],ecx  

自加操作，記憶體中的data先會寫入暫存器中，由暫存器進行自加操作後，最後會將暫存器結果寫入data記憶體。
這樣問題就來了。假如data為0，自加操作進行到add ecx,1 ，暫存器儲存值為1，還沒寫進記憶體，時間片到期了。自減執行緒開始操作。而自減操作讀取的仍然是data值為0，自減得到-1，寫入記憶體，時間片到期。剛才的自加執行緒繼續執行。將暫存器中的1寫入data記憶體。最後一次自加操作和自減操作得到了結果1。所以引入了執行緒還需要考慮訪問資料的安全問題