程序
计算机程序,是指为了得到某种结果而可以由计算机等具有信息处理能力的装置执行的代码化指令序列,或者可以被自动转换成代码化指令序列的符号化指令序列或者符号化语句序列。
进程
为了使程序并发执行,并且可以对并发执行的程序加以描述和控制,人们引入了进程,使参与并发执行的每个程序都能独立地运行,在操作系统中必须为之配置一个专门的数据结构,称作进程控制块(PCB)。
系统利用PCB来描述进程的基本情况和活动过程,进而控制和管理进程。这样,有程序段、相关数据段和PCB三部分就构成了进程实体(又叫进程映像)。我们一般情况下把进程实体就简称为进程。可以定义为:进程是进程实体的运行过程,是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
线程
这里所说的线程指程序执行过程中的一个线程实体。JVM 允许一个应用并发执行多个线程。Hotspot JVM 中的 Java 线程与原生操作系统线程有直接的映射关系。当线程本地存储、缓冲区分配、同步对象、栈、程序计数器等准备好以后,就会创建一个操作系统原生线程。Java 线程结束,原生线程随之被回收。操作系统负责调度所有线程,并把它们分配到任何可用的 CPU 上。当原生线程初始化完毕,就会调用 Java 线程的 run() 方法。当线程结束时,会释放原生线程和 Java 线程的所有资源。
线程是进程的基础,线程的引入是为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销,使OS具有更好的并发性。进一步改善系统的服务质量。线程是比进程的更小基本单位。
简单地说,把正在计算机中执行的程序叫做“进程(Process)”。而“线程(Thread)”是进程中某个单一顺序的控制流,它记录了程序指令的踪迹。线程是进程内部的一个执行单元。
Hotspot JVM 后台运行的系统线程主要有下面几个:
虚拟机线程(VM thread) | 这个线程等待 JVM 到达安全点操作出现。这些操作必须要在独立的线程里执行,因为当堆修改无法进行时,线程都需要 JVM 位于安全点。这些操作的类型有:stop-theworld 垃圾回收、线程栈 dump、线程暂停、线程偏向锁(biased locking)解除。 |
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周期性任务线程 | 这线程负责定时器事件(也就是中断),用来调度周期性操作的执行。 |
GC 线程 | 这些线程支持 JVM 中不同的垃圾回收活动。 |
编译器线程 | 这些线程在运行时将字节码动态编译成本地平台相关的机器码。 |
信号分发线程 | 这个线程接收发送到 JVM 的信号并调用适当的 JVM 方法处理。 |
Java线程的好处
(1)进程间不能共享内存,但线程之间可以共享内存非常容易。
(2)系统创建进程需要为该进程重新分配系统资源,但创建线程则代价小的多,因此使用多线程来实现多任务并发比多进程的效率高。
(3)Java语言内置多线程功能支持,而不是单纯地作为底层操作系统的调度方式,从而简化了Java的多线程编程。
操作系统中线程的5种状态
new
关键字创建了Thread类(或其子类)的对象,或者Runnable。
Runnable
调用了start()方法,这时的线程就等待时间片轮转到自己这,以便获得CPU;第二种情况是线程在处于RUNNING状态时并没有运行完自己的run方法,时间片用完之后回到RUNNABLE状态;还有种情况就是处于BLOCKED状态的线程结束了当前的BLOCKED状态之后重新回到RUNNABLE状态。
Running
这时的线程指的是获得CPU的RUNNABLE线程,RUNNING状态是所有线程都希望获得的状态。
Dead
处于RUNNING状态的线程,在执行完run方法之后,就变成了DEAD状态了。
Blocked
这种状态指的是处于RUNNING状态的线程,出于某种原因,比如调用了sleep方法、等待返回(调用wait方法)。
Java中线程的6种状态
状态名称 | 说明 |
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NEW | 初始状态,线程刚被构建,但是还没有调用start()方法 |
RUNNABLE | 运行状态,Java系统系统中将操作系统中的可运行状态 和运行状态 统称为RUNNABLE |
BLOCKED | 阻塞状态,表示线程阻塞于锁 |
WAITTING | 等待状态,表示线程进入等待状态,进入该状态表示当前线程做出一些特定动作(通知或者中断) |
TIME_WAITTING | 超时等待状态,该状态不同于等待状态,它可以在指定的时间后自行返回 |
TERMINATED | 中止状态,表示当前线程已经执行完毕 |
Blocked也分三种:
- 等待阻塞:运行(running)的线程执行o.wait()方法,JVM会把该线程放入等待队列(waitting queue)中,通过调用motify()方法回到就绪状态。
- 同步阻塞:运行(running)的线程在获取对象的同步锁时,若该同步锁被别的线程占用,则JVM会把该线程放入锁池(lock pool)中。
- 其他阻塞:运行(running)的线程执行Thread.sleep(long ms)或t.join()方法,或者发出了I/O请求时,JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时,线程重新自动转入可运行(runnable)状态。