Java中的进程和线程

系统管理员 2022-12-25 04:00 168阅读 0赞

**1.前言**  
我们都知道计算机的核心是CPU，它承担了所有的计算任务，而操作系统是计算机的管理者，它负责任务的调度，资源的分配和管理，统领整个计算机硬件；应用程序是具有某种功能的程序，程序是运行在操作系统之上的。

**2.进程的理解**  
（1）什么是进程  
一个在内存中运行的应用程序。每个进程都有自己独立的一块内存空间，一个进程可以有多个线程，比如在Windows系统中，一个运行的xx.exe就是一个进程。  
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由图可知，谷歌浏览器正在运行9个进程，IDEA正在运行9个进程，每一个.exe文件就是一个进程，每个进程对应一个PID，也就是该进程的端口号。

（2）进程具有的特征  
【1】动态性：进程是程序的一次执行过程，是临时的，有生命周期的，是动态产生，动态消亡的；  
【2】并发性：任何进程都可以同其他进程一起并发执行；  
【3】独立性：进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位；  
【4】结构性：进程由程序，数据和进程控制块三部分组成。

（3）单进程与多进程的概述  
单进程的计算机一次只能做一件事情，而多进程的计算机可以做到一次做不同的事情，比如一边听音乐，一边打游戏，这两件事情虽然感觉起来是在同时一起进行的，但其实是CPU在做着程序间的高效切换，这才让我们觉得是同时进行的。再比如打开两个网页进行信息的查询，每个网页就是一个进程。

**3.线程的理解**  
在早期的操作系统中并没有线程的概念，进程是拥有资源和独立运行的最小单位，也是程序执行的最小单位。任务调度采用的是时间片轮转的抢占式调度方式，而进程是任务调度的最小单位，每个进程有各自独立的一块内存，使得各个进程之间内存地址相互隔离。  
后来，随着计算机的发展，对CPU的要求越来越高，进程之间的切换开销较大，已经无法满足越来越复杂的程序的要求了。于是就发明了线程，线程是程序执行中一个单一的顺序控制流程，是程序执行流的最小单元，是处理器调度和分派的基本单位。一个进程可以有一个或多个线程，各个线程之间共享程序的内存空间(也就是所在进程的内存空间)。一个标准的线程由线程ID，当前指令指针PC，寄存器和堆栈组成。而进程由内存空间(代码，数据，进程空间，打开的文件)和一个或多个线程组成。

（1）什么是线程  
进程中的一个执行任务（控制单元），负责当前进程中程序的执行。一个进程至少有一个线程，一个进程可以运行多个线程，多个线程可共享数据。线程就是程序（进程）执行的任务，它分为单线程和多线程。

（2）单线程与多线程的概述  
单线程也就是做的事情专一，不会分神去做别的事，也就是程序只有一条执行路径；多线程就是可以分出多条路去做同一件事情，也就是程序有多条执行路径，比如三个伙伴迷路了，大家分别去问路人路线，最后大家在目的地集合，因此多线程的存在，不是提高程序的执行速度，其实是为了提高应用程序的使用率，也可以说程序的执行其实都是在抢CPU的资源，也就是抢占CPU的执行权，而其中的某一个进程如果执行路径比较多，就会有更高的几率抢到CPU的执行权，但这一过程是随机的，不知道哪一个线程会在哪一个时刻占到这个资源，所以线程的执行有随机性。

**4.进程和线程的主要区别**  
线程具有许多传统进程所具有的特征，故又称为轻型进程(Light—Weight Process)或进程元；而把传统的进程称为重型进程(Heavy—Weight Process)，它相当于只有一个线程的任务。在引入了线程的操作系统中，通常一个进程都有若干个线程，至少包含一个线程。

（1）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  
（2）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，同一类线程共享代码和数据空间，每个线程都有自己独立的运行栈和程序计数器（PC），线程之间切换的开销小。  
（3）包含关系：如果一个进程内有多个线程，则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。  
（4）内存分配：同一进程的线程共享本进程的地址空间和资源，而进程之间的地址空间和资源是相互独立的  
（5）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，整个进程都死掉。所以多进程要比多线程健壮。  
（6）执行过程：每个独立的进程有程序运行的入口、顺序执行序列和程序出口。但是线程不能独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制，两者均可并发执行。

**5.Java中的多线程**  
Java程序的进程里有几个线程：主线程，垃圾回收线程(后台线程)等。  
在 Java 中，当我们启动 main 函数时其实就是启动了一个 JVM 的进程，而 main 函数所在的线程就是这个进程中的一个线程，也称主线程。  
Java支持多线程，当Java程序执行main方法的时候，就是在执行一个名字叫做main的线程，可以在main方法执行时，开启多个线程A,B,C，多个线程 main,A,B,C同时执行，相互抢夺CPU，Thread类是java.lang包下的一个常用类,每一个Thread类的对象，就代表一个处于某种状态的线程。

> 应用程序都是运行在内存中，由操作系统给分配内存空间，进程是操作系统资源分配的基本单位。

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