进程和线程的区别
进程和线程的区别
进程:指在系统中正在运行的一个应用程序;程序一旦运行就是进程;或者更专业化来说:进程是指程序执行时的一个实例,即它是程序已经执行到课中程度的数据结构的汇集。从内核的观点看,进程的目的就是担当分配系统资源(CPU时间、内存等)的基本单位。
线程:系统分配处理器时间资源的基本单元,或者说进程之内独立执行的一个单元执行流。进程——资源分配的最小单位,线程——程序执行的最小单位。
线程进程的区别体现在4个方面:
1、因为进程拥有独立的堆栈空间和数据段,所以每当启动一个新的进程必须分配给它独立的地址空间,建立众多的数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段,这对于多进程来说十分“奢侈”,系统开销比较大,而线程不一样,线程拥有独立的堆栈空间,但是共享数据段,它们彼此之间使用相同的地址空间,共享大部分数据,比进程更节俭,开销比较小,切换速度也比进程快,效率高,但是正由于进程之间独立的特点,使得进程安全性比较高,也因为进程有独立的地址空间,一个进程崩溃后,在保护模式下不会对其它进程产生影响,而线程只是一个进程中的不同执行路径。一个线程死掉就等于整个进程死掉。
2、体现在通信机制上面,正因为进程之间互不干扰,相互独立,进程的通信机制相对很复杂,譬如管道,信号,消息队列,共享内存,套接字等通信机制,而线程由于共享数据段所以通信机制很方便。。
3、体现在CPU系统上面,线程使得CPU系统更加有效,因为操作系统会保证当线程数不大于CPU数目时,不同的线程运行于不同的CPU上。
4、体现在程序结构上,举一个简明易懂的列子:当我们使用进程的时候,我们不自主的使用if else嵌套来判断pid,使得程序结构繁琐,但是当我们使用线程的时候,基本上可以甩掉它,当然程序内部执行功能单元需要使用的时候还是要使用,所以线程对程序结构的改善有很大帮助。
什么情况下使用进程个线程:
1、需要频繁创建销毁的优先使用线程;因为对进程来说创建和销毁一个进程代价是很大的
2、线程的切换速度快,所以在需要大量计算,切换频繁时用线程,还有耗时的操作使用线程可提高应用程序的响应
3、因为对CPU系统的效率使用上线程更占优,所以可能要发展到多机分布的用进程,多核分布用线程
4、并行操作时使用线程,如C/S架构的服务器端并发线程响应用户的请求
5、需要更稳定安全时,适合选择进程;需要速度时,选择线程更好
因为我的项目中需要对数据段的数据共享,可以被多个程序所修改,所以使用线程来完成此操作,无需加入复杂的通信机制,使用进程需要添加复杂的通信机制实现数据段的共享,增加了我的代码的繁琐,而且使用线程开销小,项目运行的速度快,效率高。
如果只用进程的话,虽然安全性高,但是对代码的简洁性不好,程序结构繁琐,开销比较大,还需要加入复杂的通信机制,会使得我的项目代码量大大增加,切换速度会变的很慢,执行效率降低不少。。。
进程和线程的关系:
1、一个线程只能属于一个进程,而一个进程可以有多个线程,但至少有一个线程。线程是操作系统可识别的最小执行和调度单位。
2、资源分配给进程,同一进程的所有线程共享该进程的所有资源。 同一进程中的多个线程共享代码段(代码和常量),数据段(全局变量和静态变量),扩展段(堆存储)。但是每个线程拥有自己的栈段,栈段又叫运行时段,用来存放所有局部变量和临时变量。
3、处理机分给线程,即真正在处理机上运行的是线程。
4、线程在执行过程中,需要协作同步。不同进程的线程间要利用消息通信的办法实现同步。
多线程
多线程一般用在哪些地方?
1、java多线程一般多用于高并发的地方,如订单状态的修改,可以通过多线程,固定时间执行修改订单状态,还有就是支付方面一般都会用到多线程。
2、最典型的如:
用户注册完成送大礼包/积分之类,且积分等也是另一个系统并比较耗时;且这类任务即使失败也不是特别重要的。
后台线程:比如定期执行一些特殊任务,如定期更新配置文件,任务调度(如quartz),一些监控用于定期信息采集等。
3、最典型的应用比如tomcat,tomcat内部采用的就是多线程,上百个客户端访问同一个web应用,tomcat接入后都是把后续的处理扔给一个新的线程来处理,这个新的线程最后调用到我们的servlet程序,比如doGet或者doPost方法。
如果不采用多线程机制,上百个人同时访问一个web应用的时候,tomcat就得排队串行处理了,那样客户端根本是无法忍受那种访问速度的。
还有就是需要异步处理的时候,需要使用多线程。比如task a和task b要并行处理,单个线程只能串行处理,先做完task a然后再做task b。如果想要多个task同时执行的话,就必须为每个task分配一个线程,然后通过java虚拟机的线程调度,来同时执行多个任务。比如你的CPU是多核心的话,就可以让一个CPU执行一个线程。如果只有一个CPU的话,底层是按照分时复用的原则,各个线程按照时间片来获得CPU资源。
4、特别耗时的操作,如备份数据库,可以开个线程执行备份,然后执行返回,前台不断向后台询问线程执行状态
5、一个业务逻辑有很多次的循环,每次循环之间没有影响,比如验证1万条url路径是否存在,正常情况要循环1万次,逐个去验证每一条URL,这样效率会很低,假设验证一条需要1分钟,总共就需要1万分钟,有点恐怖。这时可以用多线程,将1万条URL分成50等份,开50个线程,没个线程只需验证200条,这样所有的线程执行完是远小于1万分钟的。
6、需要知道一个任务的执行进度,比如我们常看到的进度条,实现方式可以是在任务中加入一个整型属性变量(这样不同方法可以共享),任务执行一定程度就给变量值加1,另外开一个线程按时间间隔不断去访问这个变量,并反馈给用户。
总之使用多线程就是为了充分利用cpu的资源,提高程序执行效率,当你发现一个业务逻辑执行效率特别低,耗时特别长,就可以考虑使用多线程。不过CPU执行哪个线程的时间和顺序是不确定的,即使设置了线程的优先级,因此使用多线程
多线程的优点?
1、使用线程可以把占据时间长的程序中的任务放到后台去处理
2、用户界面可以更加吸引人,这样比如用户点击了一个按钮去触发某些事件的处理,可以弹出一个进度条来显示处理的进度
3、程序的运行速度可能加快
4、在一些等待的任务实现上如用户输入、文件读写和网络收发数据等,线程就比较有用了。在这种情况下可以释放一些珍贵的资源如内存占用等等。
5、多个线程交替执行,减少或避免因程序阻塞或意外情况造成的响应过慢现象,降低了用户等待的概率。
多线程的缺点?
1、如果有大量的线程,会影响性能,因为操作系统需要在它们之间切换。
2、更多的线程需要更多的内存空间。
3、程可能会给程序带来更多“bug”,因此要小心使用
4、程的中止需要考虑其对程序运行的影响。
5、通常块模型数据是在多个线程间共享的,需要防止线程死锁情况的发生。
举个例子:
开个QQ,开了一个进程;开了迅雷,开了一个进程。在QQ的这个进程里,传输文字开一个线程、传输语音开了一个线程、弹出对话框又开了一个线程。所以运行某个软件,相当于开了一个进程。在这个软件运行的过程里(在这个进程里),多个工作支撑的完成QQ的运行,那么这“多个工作”分别有一个线程。所以一个进程管着多个线程。通俗的讲:“进程是爹妈,管着众多的线程儿子”...