进程和线程的区别?
进程
程序由指令和数据组成,但这些指令要运行,数据要读写,就必须将指令加载至 CPU,数据加载至内存。在 指令运行过程中还需要用到磁盘、网络等设备。进程就是用来加载指令、管理内存、管理 IO 的
当一个程序被运行,从磁盘加载这个程序的代码至内存,这时就开启了一个进程。
进程就可以视为程序的一个实例。大部分程序可以同时运行多个实例进程(例如记事本、画图、浏览器 等),也有的程序只能启动一个实例进程(例如网易云音乐、360 安全卫士等)
线程
一个进程之内可以分为一到多个线程。
- 一个线程就是一个指令流,将指令流中的一条条指令以一定的顺序交给 CPU 执行
- Java 中,线程作为最小调度单位,进程作为资源分配的最小单位。 在 windows 中进程是不活动的,只是作 为线程的容器
二者对比
根本区别:进程是操作系统资源分配的基本单位,而线程是处理器任务调度和执行的基本单位
资源开销:每个进程都有独立的代码和数据空间(程序上下文),程序之间的切换会有较大的开销;线程可以看做轻量级的进程,同一类线程共享堆和方法区(1.8 转到直接内存的元空间),每个线程都有自己独立的程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈,线程之间切换的开销小。
包含关系:一般一个进程内有多个线程,执行过程不是一条线的,而是多条线(线程)共同完成的;线程是进程的一部分,所以线程也被称为轻权进程或者轻量级进程。
影响关系:一个进程崩溃后,在保护模式下不会对其他进程产生影响。但是一个线程崩溃可能导致整个进程都死掉。所以多进程要比多线程健壮。
并行与并发
并发

单核 cpu 下,线程实际还是 串行执行 的。
操作系统中有一个组件叫做任务调度器,将 cpu 的时间片(windows 下时间片最小约为 15 毫秒)分给不同的程序使用,只是由于 cpu 在线程间(时间片很短)的切换非常快,人类感 觉是 同时运行的 。
总结为一句话就是: 微观串行,宏观并行 , 一般会将这种 线程轮流使用 CPU 的做法称为并发,concurrent
并行

引用 Rob Pike 的一段描述:
并发(concurrent)是同一时间应对(dealing with)多件事情的能力。
并行(parallel)是同一时间动手做(doing)多件事情的能力 。
例子 家庭主妇做饭、打扫卫生、给孩子喂奶,她一个人轮流交替做这多件事,这时就是并发 家庭主妇雇了个保姆,她们一起这些事,这时既有并发,也有并行(这时会产生竞争,例如锅只有一口,一 个人用锅时,另一个人就得等待)。2.3 应用
应用之异步调用(案例1)
以调用方角度来讲,如果
需要等待结果返回,才能继续运行就是同步
不需要等待结果返回,就能继续运行就是异步
1) 设计
多线程可以让方法执行变为异步的(即不要巴巴干等着)比如说读取磁盘文件时,假设读取操作花费了 5 秒钟,如 果没有线程调度机制,这 5 秒 cpu 什么都做不了,其它代码都得暂停…
2) 结论
- 比如在项目中,视频文件需要转换格式等操作比较费时,这时开一个新线程处理视频转换,避免阻塞主线程
- tomcat 的异步 servlet 也是类似的目的,让用户线程处理耗时较长的操作,避免阻塞 tomcat 的工作线程
- ui 程序中,开线程进行其他操作,避免阻塞 ui 线程
应用之提高效率(案例1)
充分利用多核 cpu 的优势,提高运行效率。
执行 3 个计算,最后将计算结果汇总。
如果是串行执行,那么总共花费的时间是 10 + 11 + 9 + 1 = 31ms
但如果是四核 cpu,各个核心分别使用线程 1 执行计算 1,线程 2 执行计算 2,线程 3 执行计算 3,那么 3 个
线程是并行的,花费时间只取决于最长的那个线程运行的时间,即 11ms 最后加上汇总时间只会花费 12ms
注意需要在多核 cpu 才能提高效率,单核仍然时是轮流执行
结论
- 单核 cpu 下,多线程不能实际提高程序运行效率,只是为了能够在不同的任务之间切换,不同线程轮流使用
cpu ,不至于一个线程总占用 cpu,别的线程没法干活 - 多核 cpu 可以并行跑多个线程,但能否提高程序运行效率还是要分情况的
有些任务,经过精心设计,将任务拆分,并行执行,当然可以提高程序的运行效率。但不是所有计算任
务都能拆分(参考后文的【阿姆达尔定律】)
也不是所有任务都需要拆分,任务的目的如果不同,谈拆分和效率没啥意义 - IO 操作不占用 cpu,只是我们一般拷贝文件使用的是【阻塞 IO】,这时相当于线程虽然不用 cpu,但需要一
直等待 IO 结束,没能充分利用线程。所以才有后面的【非阻塞 IO】和【异步 IO】优化
