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[# 系统基础] 一个线程的自白

仗剑天涯论坛大牛 2016-4-16 10:45 |显示全部楼层

今生相逢便是缘分,何苦去怨恨,何苦去仇视。

主题破百
      线程,有时被称为轻量级进程(Lightweight Process,LWP),是程序执行流的最小单元。一个标准的线程由线程ID,当前指令指针(PC),寄存器集合和堆栈组成。
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一个线程的自白 160cpu.jpg
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        我是一个线程, 我一出生就被编了个号: 0x4590,  然后被领到一个昏暗的屋子里,  这里我发现了很多和我一模一样的同伴。我身边的同伴0x6900 待的时间比较长, 他带着沧桑的口气对我说:
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        “我们线程的宿命就是处理包裹。 把包裹处理完以后还得马上回到这里,否则可能永远回不来了。”% D( @( w$ R# F4 D3 b6 P

" t+ C5 e0 h  r  ?9 S& L( P' n  W        我一脸懵懂,包裹,什么包裹?* Q  d' l; X0 ^! e) i. s
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        ”不要着急,马上你就会明白了, 我们这里是不养闲人的。“& [+ D! u5 `$ K* [, W0 Q$ w
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        果然,没多久,屋子的门开了, 一个面貌凶恶的家伙吼道:
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. R  C* o: x$ r4 W; K0 H; l        "0x4590 ,出来!"
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        我一出来就被塞了一个沉甸甸的包裹,上面还有附带着一个写满了操作步骤的纸。# ]" a' I' e5 P) i

" j8 Z6 ?% @( C! j- @. C        "快去,把这个包裹处理了。"
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9 k8 L" b, v4 p" \& x        "去哪儿处理"" ^* v/ p' [6 k! ?2 R4 k

7 f# u+ l4 M" p# l        "跟着指示走, 先到就绪车间"
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7 {, ?- G/ n+ ^' W9 Z        果然,地上有指示箭头,跟着它来到了一间明亮的大屋子,这里已经有不少线程了, 大家都很紧张,好像时刻准备着往前冲。
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+ q8 X7 w5 D+ I        我刚一进来,就听见广播说:“0x4590, 进入车间”
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        我赶紧往前走, 身后很多人议论说:- T$ P% Z$ ?! K$ B
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        ”他太幸运了, 刚进入就绪状态就能运行“
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        ”是不是有关系?“
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/ z8 r' z, ~' U. O4 e, D, k; U        ”不是,你看人家的优先级多高啊, 唉“( S# |  }; z3 B6 L; b( H
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        前边就是车间, 这里简直是太美了, 怪不得老线程总是唠叨着说:要是能一直待在这里就好了。
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        这里空间大,视野好,空气清新,鸟语花香,还有很多从来没见过的人,像服务员一样等着为我服务。( k, Q. w3 A/ u: U; F2 L! `

  C+ P6 s- x) v. L% ^5 n" G        他们也都有编号, 更重要的是每个人还有个标签,上面写着:硬盘,数据库,内存,网卡...
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        我现在理解不了,看看操作步骤吧:' t! `$ l# I/ [5 n, y

% k1 k2 v, s% f' m5 y- O        第一步:从包裹中取出参数  - `, j4 l- b0 l& k9 Z
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        打开包裹, 里边有个Http Request  对象, 可以取到 userName, password两个参数。
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8 ^  B2 H$ K1 B4 D5 t  K        第二步:执行登录操作/ O9 B3 l: n( z! R/ d$ {% Z( l1 M
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        奥,原来是有人要登录啊,我把userName/password 交给数据库服务员,他拿着数据, 慢腾腾的走了。
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1 `& m6 S( n1 U1 `" Q: {        他怎么这么慢? 不过我是不是正好可以在车间里多待一会儿? 反正也没法执行第三步。
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" o$ R9 ?3 @( {; H' S3 s0 b8 V8 B        就在这时,车间里的广播响了: ) q& I+ E% o6 R$ W$ P& m4 n
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        “0x4590,  我是CPU , 记住你正在执行的步骤, 马上带包裹离开”。- O) w  k8 H, v3 a, }  z- G
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        我慢腾腾的开始收拾。
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6 V3 G1 E; Y* m7 d, E        ”快点, 别的线程马上就要进来了“
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        离开这个车间, 又来到一个大屋子,这里很多线程慢腾腾的在喝茶,打牌。$ x9 v0 w- v6 C" b' m, z9 G' ~

, G# p7 w8 k- W3 I9 x7 ]        ”哥们,你们没事干了?“
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        ”你新来的把, 你不知道我在等数据库服务员给我数据啊! ,据说他们比我们慢好几十万倍, 在这里好好歇吧“
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        ”啊? 这么慢?  我这里有人在登录系统, 能等这么长时间吗”2 `" W/ `5 W& q; e: K0 E
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        ”放心,你没听说过人间一天, CPU一年吗, 我们这里是用纳秒,毫秒计时的, 人间等待一秒,相当于我们好几天呢。“
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; D, _5 z+ v4 S1 u6 z        干脆睡一会吧 , 不知道过了多久 ,大喇叭又开始广播了:
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        “0x4590, 你的数据来了,快去执行”5 }% x+ Z) |2 }0 v  Z7 A

$ y* ~7 w- o' D        我转身就往CPU车间跑,发现这里的们只出不进!6 n# L/ J+ ]: D) ]$ F$ W5 D

+ j! B# I6 x: c4 d        后面传来阵阵哄笑声:
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0 H5 r+ T7 s! W( W- f$ k        ”果然是新人, 不知道还得去就绪车间等。“3 w! C9 f1 @* K+ {0 Y2 A* Q
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        于是赶紧到就绪车间, 这次没有那么好运了, 等了好久才被再次叫进CPU车间。
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        在等待的时候, 我听见有人小声议论:* i0 z& F) F) }, x: I+ a4 ?
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        ”听说了吗,最近有个线程被kill掉了“
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        ”为啥啊?“. f2 X) x$ P! X: w" C( E
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        ”这家伙赖在CPU车间不走, 把CPU利用率一直搞成100%,后来就被kill掉了“, h1 n7 p- l8 _; B: [. |# w6 y
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        ”Kill掉以后弄哪儿去了“
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+ l) P+ J( e! D, H4 A0 \) k        ”可能被垃圾回收了吧“4 F( C+ Q  A# r5 {

: J4 O& m6 S5 D        我心里打了个寒噤 ,  赶紧接着处理, 收下的动作块多了,第二步登录成功了。0 x* q) O/ V( u3 h2 p1 X: d: }6 Z7 M
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        第三步:构建登录成功后的主页. }  I" ]/ Y5 Y3 B

8 x" i+ A7 T" f7 a* }4 L        这一步有点费时间, 因为有很多HTML需要处理, 不知道代码谁写的,处理起来很烦人。
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- c( Y7 G' T: z' V. |% ~8 O        我正在紧张的制作html呢, CPU又开始叫了:
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1 \4 Q! V) j  U% B% R+ i        “0x4590,  我是CPU , 记住你正在执行的步骤, 马上带包裹离开。”
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        ”为啥啊?“
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        ”每个线程只能在CPU上运行一段时间,到了时间就得让别人用了, 你去就绪车间待着, 等着叫你吧。“2 a' }7 N6 q( I# W0 j1 z8 [

2 V. l6 |9 ?% |' m7 L8 k        就这样, 我一直在就绪-运行 这两个状态,不知道轮转了多少次, 终于安装步骤清单把工作做完了。
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$ x2 J# ^5 {* J# c9 i* S        最后顺利的把包含html的包裹发了回去。5 P+ L) }2 F1 D! W' V$ j- r

+ {4 s' z) H, t        至于登录以后干什么事儿 , 我就不管了。
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! ~- s9 O2 `, o2 {6 L        马上就要回到我那昏暗的房间了, 真有点舍不得这里。
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4 T1 h0 D& P8 N4 p6 Q        不过相对于有些线程, 我还是幸运的, 他们运行完以后就彻底的销毁了,而我还活着 !
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#f182:
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        回到了小黑屋, 老线程0x6900 问:6 f* K+ P& d( g$ c& c
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        ”怎么样?第一天有什么感觉?“
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        ”我们的世界规则很复杂 , 首先你不知道什么时候会被挑中执行;  , }+ O% ^) |  K1 I! ~
        第二 ,在执行的过程中随时可能被打断,让出CPU车间;  a! ]  _  N& x. P3 I2 D: ?4 B( O
        第三,一旦出现硬盘,数据库这样耗时的操作也得让出CPU,去等待;  2 t& t9 \/ _' U
        第四,就是数据来了,你也不一定马上执行,还得等着CPU挑选。“
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        ”小伙子理解的不错啊“' l$ O& n. M2 `' q% ~

" ]/ c$ e! l/ e5 C8 W6 F5 ~# `; `        ”我不明白为什么很多线程都执行完就死了, 为什么咱们还活着?“% [. \! G5 _5 K' y. w9 V

) U- W8 P# z$ P) o' {4 _        ”你还不知道, 长生不老是我们的特权, 我们这里有个正式的名称,叫做线程池!“
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        平淡的日子就这么一天天过去, 作为一个线程, 我每天的生活都是取包裹,处理包裹,然后回到我们昏暗的家:线程池。1 Z6 J/ v7 H" m4 h8 b1 @# ]
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        有一天我回来的时候, 听到有个兄弟说, 今天要好好休息下,明天就是最疯狂的一天。. V) G; l( B8 z0 c
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        我看了一眼日历,明天是 11月11号 。
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        果然,零点刚过,不知道那些人类怎么了, 疯狂的投递包裹, 为了应付蜂拥而至的海量包裹, 线程池里没有一个人能闲下来,全部出去处理包裹,CPU车间利用率超高,硬盘在嗡嗡转, 网卡疯狂的闪,  即便如此, 还是处理不完,堆积如山。+ r) X6 K! h! [2 c5 b- L/ y8 z
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        我们也没有办法,实在是太多太多了, 这些包裹中大部分都是浏览页面,下订单,买,买,买。
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        不知道过了多久, 包裹山终于慢慢的消失了。
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% c) m1 u" L% V8 `! }. B        终于能够喘口气, 我想我永远都不会忘记这一天。1 ~, U9 E! u& v+ R5 R, p4 ^* x
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        通过这个事件,我明白了我所处的世界:这是一个电子商务的网站!. h0 l2 `7 B6 p/ d$ s6 b& i  I

" \; e+ O. F' O$ ]2 ?        我每天的工作就是处理用户的登录,浏览, 购物车,下单,付款。
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6 L+ Y1 a. m/ T  i2 U$ J3 t( t. I        我问线程池的元老0x6900 : ” 我们要工作到什么时候?”1 ^5 W  u5 V% m9 @" q' b1 S0 Q5 y

" z+ m2 S. d2 ]        ” 要一直等到系统重启的那一刻”, 0x6900 说。! n" S* [1 _) u, c! A0 ?

8 x) C- ~4 b+ l+ _, h        ” 那你经历过系统重启吗?”% N" }% h3 U. v4 G$ a

8 d5 t% @) t' ?+ o( N$ B        ” 怎么可能? , 系统重启就是我们的死亡时刻, 也就是世界末日,一旦重启, 整个线程池全部销毁,时间和空间全部消失,一切从头再来。”
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        ” 那什么时候会重启?”7 P3 _3 `7 j8 L5 L% i

2 z( s" E3 F: `" K7 Z& q2 f  h        ” 这就不好说了,好好享受眼前的生活吧…..”
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0 \& W( y; w& q! S( G        其实生活丰富多彩, 我最喜欢的包裹是上传图片,由于网络慢,所以能在就绪车间, CPU车间待很长很长时间,可以认识很多好玩的线程。9 h; j+ O5 W8 H) g! ~

" ~5 i! T: h0 Y% a6 G) m        比如说上次认识了memecached 线程,他给我说通过他缓存了很多的用户数据, 还是分布式的! 很多机器上都有!/ E  ?. K* m# F8 U3 H

4 P# P- {1 X  [1 {        我说怪不得后来的登录操作快了那么多, 原来是不再从数据库取数据了你那里就有啊, 哎对了你是分布式的你去过别的机器没有?) P9 p7 \! o$ O: I% C; a

3 Z& N3 b  Q) O$ _# o        他说怎么可能我每次也只能通过网络往那个机器发送一个GET, PUT命令才存取数据而已, 别的一概不知。
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        再比如说上次在等待的时候遇到了数据库连接的线程, 我才知道它他那里也是一个连接池, 和我们线程池几乎一模一样。# a3 U3 w4 c( x9 E, R8 Q! t

' \! J% O( X  e        他说有些包裹太变态了,竟然查看一年的订单数据, 简直把我累死了。
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        我说拉倒吧你, 你那是纯数据, 你把数据传给我以后,我还得组装成HTML,  工作量不知道比你大多少倍。0 Z4 k5 z4 E! ?! U; |% W
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        他说一定你要和meme cache搞好关系,直接从他那儿拿数据,尽量少直接调用数据库, 我们JDBC connection也能活的轻松点。* W4 m& [' B; }1 u( Z: S) n

# q/ I% f. N0 K/ t$ g" [        我说好啊好啊, 关键是你得提前把数据搞到缓存啊, 要不然我先问一遍缓存, 没有数据, 我这不还得找你吗?
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; h1 l7 p" d* E8 `+ P        生活就是这样, 如果你自己不找点乐子,还有什么意思?+ f( b+ O- J  F9 g
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        有一天我遇到一个可怕的事情, 差一点死在外边,回不了线程池了……
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9 c& T# J8 p4 M- ?2 V        其实这次遇险我应该能够预想到才对, 太大意了。
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#f182:
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7 ?; ]2 ^" M$ A. T7 u        前几天我处理过一些从http 发来的存款和取款的包裹, 老线程0x6900 特意嘱咐我:; D: Z% r/ s" }
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        “处理这些包裹的时候要特别小心, 你得一定要先获得一把锁, 在对账户存款或者取款的时候一定要把账户给锁住, 要不然别的线程就会在你等待的时候趁虚而入,搞破坏, 我年轻那会儿很毛糙,就捅了篓子”$ d& G8 n! v& j  h

9 Z* f# O: p6 _5 b: N        为了“恐吓”我, 好心的0x6900还给了我两个表格:
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        1、没有加锁的情况- `7 I, I5 B1 B

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        2、加锁的情况
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一个线程的自白 QQ截图20160416102704.png
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6 h' B4 \# _, {, w        我看的胆颤心惊, 原来不加锁会带来这么严重的事故。
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        从此以后看到存款,取款的包裹就倍加小心, 还好,没有出过事故。
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& p+ F7 K! I: E        今天我收到的一个包裹是转账, 从某著名演员的账号给某著名导演赚钱, 具体是谁我就不透漏了, 数额可真是不小
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5 l% B5 u" E# `% v        我按照老线程的吩咐, 肯定要加锁啊, 先对著名演员账号加锁, 在对著名导演账号加锁。
3 f" P. C* ~8 L3 ^! E4 ^0 Y7 R
/ {) ^6 s* I( R        可我万万没想到的是, 还有一个线程,对,就是0x7954,  竟然同时在从这个导演到往这个演员转账。
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0 c* c9 \; U9 b1 x5 v* N3 |& G        于是乎,就出现了这么个情况:8 t2 V% h. J1 r1 C0 z2 m7 g) U% y

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        刚开始我还不知道什么情况, 一直坐在等待车间傻等, 可是等的时间太长了, 长达几十秒 ! 我可从来没有经历过这样的事件。) e) z, H, E) o8 E4 H  M( x" f5 S
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        这时候我就看到了线程0x7954 , 他悠闲的坐在那里喝咖啡, 我和他聊了起来:
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        “哥们, 我看你已经喝了8杯咖啡了, 怎么还不去干活?”$ L" x) a8 z) H$ D

' A5 f/ i6 h$ \- U5 m1 Z        “你不喝了9杯茶了吗?” 0x7954 回敬到。
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/ m) _# b$ q+ X        “我在等一个锁, 不知道哪个孙子一直不释放”+ @, @7 d; M9 V4 [" B9 t2 _
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        “我也在等锁啊,我要是知道哪个孙子不释放锁我非揍死他不可 ” 0x7954 毫不示弱。6 |5 W0 y( R$ J4 h

! q5 {, i6 Z. i        我偷偷的看了一眼, 这家伙怀里不就抱着我正在等的某导演的锁嘛?很明显, 0x7954 也发现了我正抱着他正在等待的锁。1 d" s7 U# C4 B

  `4 U  a. S3 s! W9 \/ y/ c8 y        很快我们两个就吵了起来, 互不相让:. N6 m  i2 D  k. x5 Y0 W
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        “把你的锁先给我, 让我先做完”8 Z7 d  M% O* J; E# t5 _. K
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        “不行, 从来都是做完工作才释放锁, 现在绝对不能给你”' H. z- Y1 h/ q2 X: n' T2 a
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        从争吵到打起来, 就那么几秒钟的事儿。0 [2 B1 y0 G" ~6 w( o- _! S( k% ^! w6 c
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        更重要的是, 我们俩不仅仅持有这个著名导演和演员的锁, 还有很多其他的锁, 导致等待的线程越来越多, 围观的人们把屋子都挤满了。
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- X# k9 |- X) P- m& s        最后事情真的闹大了, 我从来没见过终极大boss “操作系统” 也来了。大Boss毕竟是见多识广, 他看了一眼, 哼了一声 , 很不屑的说:
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        “又出现死锁了”
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* R, x5 M  N1 f        “你们俩要Kill掉一个, 来吧, 过来抽签。 ”/ v* v. ~) ]8 @( ], `' G
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        这一下子把我给吓尿了, 这么严重啊!9 x" `2 S4 m, j( K
4 w' J4 z0 j2 S' K* t
        我战战兢兢的抽了签,打开一看, 是个”活”字。$ R2 A' z7 Y) J/ C3 ^) s, Z' M  t) g
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        唉,小命终于保住了。
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        可怜的0x7954 被迫交出了所有的资源以后, 很不幸的被kill掉, 消失了。我拿到了导演的锁, 可以开始干活了。* o. ?- N' ^9 M+ V" o( s# ?% u

5 Y5 N% |* _; u( S  a8 b2 Q        大Boss操作系统如一阵风似的消失了, 身后只传来他的声音:6 e6 p6 \" @( |
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        “记住, 我们这里导演>演员,  无论认识情况都要先获得导演的锁。”
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- c: n7 E" M/ p7 ]9 q! _7 X3 [' V8 M        由于不仅仅是只有导演和演员, 还有很多其他人, Boss留下了一个表格,  里边是个算法, 用来计算资源的大小, 计算出来以后,永远按照从大到小的方式来获得锁:
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一个线程的自白 QQ截图20160416102726.png

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" }7 ?6 `0 I5 e

4 E! ^& C: r% m, z        我回到线程池, 大家都知道了我的历险, 围着我问个不停。9 W3 |- n# U2 b8 D0 E: z+ N
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        凶神恶煞的线程调度员把大Boss的算法贴到了墙上。#j339:
4 l* H( b8 w" B# t  v8 O% C
0 H' s+ b" ^# H' X        每天早上, 我们都得像无节操的房屋中介, 美容美发店的服务员一样, 站在门口,像被耍猴一样大声背诵:
- A6 u: H% w9 ^7 f, _, K9 B. r3 G4 y+ r
        “多个资源加锁要牢记, 一定要按Boss的算法比大小, 然后从最大的开始加锁”.........
8 X' e- `3 ?/ T1 o: F. x% j+ X" L7 F3 D
  I" d$ t$ q9 F5 i& |5 I        又过了很多天, 我和其他线程们发现了一个奇怪的事情:包裹的处理越来越简单。不管任何包裹,不管是登录, 浏览,存钱….. 处理的步骤都是一样的, 返回一个固定的html页面。  ^# T- k: a# k, j4 M) y

) W! w! H9 |. F7 `' W# c        有一次我偷偷的看了一眼, 上面写着:6 l7 |( l$ }6 j: B- |/ j% J1 V
8 N, L7 {+ e; S7 U& w6 m# j
        “本系统将于今晚 00:00 至4:00 进行维护升级, 给你带来的不便我们深感抱歉。”2 P* n2 W( S* b

8 `6 i- C, P6 A8 Y- g. o# P3 V        我去告诉了老线程0x6904,  他叹了一口气说:2 _- Q% N' d8 r# ]* `! O3 U
. T6 J1 @2 r6 u  C
        “唉, 我们的生命也到头了, 看来马上就要重启系统, 我们就要消失了, 再见吧兄弟。”{:4_86:}
. L2 ~; U; e3 m2 U9 _# I9 g  |
. Q6 ]- H! Z! Q        系统重启的那一刻终于到来了。我看到屋子里的东西一个个的不见了, 等待车间,就绪车间,甚至CPU车间都慢慢的消失了。我身边的线程兄弟也越来越少, 最后只剩我自己了。
, |3 \" Y  h8 f; j, j; W, B9 C) [
9 o" }% n, X; I- y1 m8 p        我在空旷的原野上大喊: 还有人吗?
9 M4 t% f8 Z5 C8 P7 _, _% J" j6 B. [: K8 m) w$ k, g( w2 ?
        无人应答。
- N3 f- e6 h1 j
/ D0 Y' u0 R- ]6 ]- S        我们这一代线程池完成了使命,下一代线程池将很快重生。
) O& m+ D# q8 W- n% s1 {+ ?+ t1 j6 [  D) R$ E
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soarcloud 「龙战于野」 2016-4-18 09:26 |显示全部楼层

这个用户很懒,还没有填写自我介绍呢~

很有意思的描述
噬影无痕 「锋芒初露」 2016-4-21 00:18 |显示全部楼层

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能力有限,一知半解,还待深入了解!#j343:这是第二遍观看#j318:
噬影无痕在网吧通宵,花了 1 个 金币.
也生 「初入古黑」 2016-6-7 15:21 |显示全部楼层

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虽然看不太懂,但是觉得你很生动
糟糕!也生长得太帅路遇劫匪,赎金 2 个 金币.
微雨黄昏 「出类拔萃」 2018-5-5 09:32 |显示全部楼层

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专业抢沙发的!哈哈
映画 「出类拔萃」 2018-5-5 12:02 来自手机 |显示全部楼层

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珍爱生命,果断回帖。
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