进程与线程

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• 进程与线程
  • 进程
  • 线程
  • 二者对比
• 并发与并行
• 异步

进程与线程

进程

1. 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
2. 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
3. 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，也有的程序只能启动一个实例进程

线程

1. 一个进程之内可以分为一到多个线程
2. 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
3. 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

1. 进程基本上相互独立的，而线程存在于进程内，是进程的一个子集
2. 进程拥有共享的资源，如内存空间等，供其内部的线程共享
3. 进程间通信较为复杂
   3.1 同一台计算机的进程通信称为 IPC（Inter-process communication）
   3.2 不同计算机之间的进程通信，需要通过网络，并遵守共同的协议，例如 HTTP
4. 线程通信相对简单，因为它们共享进程内的内存，一个例子是多个线程可以访问同一个共享变量
5. 线程更轻量，线程上下文切换成本一般上要比进程上下文切换低

并发与并行

1. 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
2. 并发：一个时间段内同时执行
3. 并行：一个时间点同时执行

异步

1. 以调用方角度来讲，如果：
   1.1 需要等待结果返回，才能继续运行就是同步
   1.2 不需要等待结果返回，就能继续运行就是异步
2. 处理比较费时的操作时，可以开一个新线程处理操作避免阻塞主线程
3. 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
4. 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