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程序 进程 线程

程序

一个静态的概念，一般对应于操作系统中的一个可执行文件

进程

一个动态的概念，是程序的一次执行过程，或是正在运行的一个程序

  • 特点

    • 进程是程序的一次动态执行过程， 占用特定的地址空间
    • 每个进程都是独立的保有自己的cpu时间，代码和数据，即便用同一份程序产生好几个进程，它们之间还是拥有自己的这3样东西，缺点是浪费内存，cpu的负担较重

      线程

      是一个进程内部的一条执行路径

  • 特点

    • 一个进程内部的一个执行单元，它是程序中的一个单一的顺序控制流程
    • 一个进程可拥有多个并行的(concurrent)线程
    • 一个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间，可以访问相同的变量和对象，而且它们从同一堆中分配对象并进行通信、数据交换和同步操作
    • 由于线程间的通信是在同一地址空间上进行的，所以不需要额外的通信机制，这就使得通信更简便而且信息传递的速度也更快
    • 线程的启动、中断、消亡，消耗的资源非常少

      线程和进程的区别

  • 每个进程都有独立的代码和数据空间(进程上下文)，进程间的切换会有较大的开销

  • 线程可以看成是轻量级的进程，属于同一进程的线程共享代码和数据空间，每个线程有独立的运行栈和程序计数器(PC)，线程切换的开销小
  • 线程和进程最根本的区别在于：进程是资源分配的单位，线程是调度和执行的单位
  • 多进程在操作系统中能同时运行多个任务(程序)，多线程在同一应用程序中有多个顺序流同时执行

  • 一个没有线程的进程是可以被看作单线程的，如果一个进程内拥有多个线程，进程的执行过程不是一条线(线程)的，而是多条线(线程)共同完成的

    并行与并发

    单核CPU和多核CPU的理解

  • 单核CPU，其实是一种假的多线程，因为在一个时间单元内，也只能执行一个线程的任务。例如：虽然有多车道，但是收费站只有一个工作人员在收费，只有收了费 才能通过，那么CPU就好比收费人员。如果有某个人不想交钱，那么收费人员可以 把他“挂起”（晾着他，等他想通了，准备好了钱，再去收费）。但是因为CPU时 间单元特别短，因此感觉不出来。

  • 如果是多核的话，才能更好的发挥多线程的效率。（现在的服务器都是多核的）

  • 一个Java应用程序至少有三个线程：main()主线程，gc()垃圾回收线程，异常处理线程。当然如果发生异常，会影响主线程

    并行与并发

  • 并行：多个CPU同时执行多个任务。比如：多个人同时做不同的事。

  • 并发：一个CPU(采用时间片)同时执行多个任务。比如：秒杀、多个人做同一件事

    使用多线程的优点

    背景：以单核CPU为例，只使用单个线程先后完成多个任务（调用多个方法），肯定比用多个线程来完成用的时间更短，为何仍需多线程呢？

  • 多线程程序的优点

    • 提高应用程序的响应。对图形化界面更有意义，可增强用户体验
    • 提高计算机系统CPU的利用率
    • 改善程序结构。将既长又复杂的进程分为多个线程，独立运行，利于理解和修改
  • 何时需要多线程
    • 程序需要同时执行两个或多个任务
    • 程序需要实现一些需要等待的任务时，如用户输入、文件读写操作、网络操作、搜索等
    • 需要一些后台运行的程序时