03-java学习笔记【进程与线程】

古城微笑少年丶 2024-02-17 18:26 6阅读 0赞

## 原文链接http://blog.csdn.net/yaosiming2011/article/details/44280797  1.定义  a.进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位.  b.线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源.  2.关系  一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行.  相对进程而言，线程是一个更加接近于执行体的概念，它可以与同进程中的其他线程共享数据，但拥有自己的栈空间，拥有独立的执行序列。       3.区别  进程和线程的主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式。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。线程有自己的堆栈和局部变量，但线程之间没有单独的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以多进程的程序要比多线程的程序健壮，但在进程切换时，耗费资源较大，效率要差一些。**但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程，不能用进程。**  **1) 简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.**  2) 线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性高。  3) 另外，进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而极大地提高了程序的运行效率。  4) 线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。**但是线程不能够独立执行，**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。  5) 从逻辑角度来看，多线程的意义在于一个应用程序中，有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用，来实现进程的调度和管理以及资源分配。**这就是进程和线程的重要区别。**  4.优缺点  线程和进程在使用上各有优缺点：线程执行开销小，但不利于资源的管理和保护；而进程正相反。同时，线程适合于在SMP机器上运行，而进程则可以跨机器迁移。      ##

## 进程与线程的一个简单解释 ##

[进程][Link 1]（process）和[线程][Link 2]（thread）是操作系统的基本概念，但是它们比较抽象，不容易掌握。

原文链接：http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/04/processes\_and\_threads.html

作者（阮一峰）写得太好了，通俗易懂。。。

最近，我读到一篇[材料][Link 3]，发现有一个很好的类比，可以把它们解释地清晰易懂。

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计算机的核心是CPU，它承担了所有的计算任务。它就像一座工厂，时刻在运行。

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假定工厂的电力有限，一次只能供给一个车间使用。也就是说，一个车间开工的时候，其他车间都必须停工。背后的含义就是，单个CPU一次只能运行一个任务。

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进程就好比工厂的车间，它代表CPU所能处理的单个任务。任一时刻，CPU总是运行一个进程，其他进程处于非运行状态。

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一个车间里，可以有很多工人。他们协同完成一个任务。

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线程就好比车间里的工人。一个进程可以包括多个线程。

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车间的空间是工人们共享的，比如许多房间是每个工人都可以进出的。这象征一个进程的内存空间是共享的，每个线程都可以使用这些共享内存。

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可是，每间房间的大小不同，有些房间最多只能容纳一个人，比如厕所。里面有人的时候，其他人就不能进去了。这代表一个线程使用某些共享内存时，其他线程必须等它结束，才能使用这一块内存。

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一个防止他人进入的简单方法，就是门口加一把锁。先到的人锁上门，后到的人看到上锁，就在门口排队，等锁打开再进去。这就叫["互斥锁"][Link 4]（Mutual exclusion，缩写 Mutex），防止多个线程同时读写某一块内存区域。

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还有些房间，可以同时容纳n个人，比如厨房。也就是说，如果人数大于n，多出来的人只能在外面等着。这好比某些内存区域，只能供给固定数目的线程使用。

10.

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这时的解决方法，就是在门口挂n把钥匙。进去的人就取一把钥匙，出来时再把钥匙挂回原处。后到的人发现钥匙架空了，就知道必须在门口排队等着了。这种做法叫做["信号量"][Link 5]（Semaphore），用来保证多个线程不会互相冲突。

不难看出，mutex是semaphore的一种特殊情况（n=1时）。也就是说，完全可以用后者替代前者。但是，因为mutex较为简单，且效率高，所以在必须保证资源独占的情况下，还是采用这种设计。

11.

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操作系统的设计，因此可以归结为三点：

（1）以多进程形式，允许多个任务同时运行；

（2）以多线程形式，允许单个任务分成不同的部分运行；

（3）提供协调机制，一方面防止进程之间和线程之间产生冲突，另一方面允许进程之间和线程之间共享资源。

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要了解二者的区别与联系，首先得对进程与线程有一个宏观上的了解。

原文链接：http://www.cnblogs.com/way\_testlife/archive/2011/04/16/2018312.html

进程，是并发执行的程序在执行过程中分配和管理资源的基本单位，是一个动态概念，竟争计算机系统资源的基本单位。每一个进程都有一个自己的地址空间，即进程空间或（虚空间）。进程空间的大小 只与处理机的位数有关，一个 16 位长处理机的进程空间大小为 216 ，而 32 位处理机的进程空间大小为 232 。进程至少有 5 种基本状态，它们是：初始态，执行态，等待状态，就绪状态，终止状态。

线程，在网络或多用户环境下，一个服务器通常需要接收大量且不确定数量用户的并发请求，为每一个请求都创建一个进程显然是行不通的，——无论是从系统资源开销方面或是响应用户请求的效率方面来看。因此，操作系统中线程的概念便被引进了。线程，是进程的一部分，一个没有线程的进程可以被看作是单线程的。线程有时又被称为轻权进程或轻量级进程，也是 CPU 调度的一个基本单位。

说到这里，我们对进程与线程都有了一个大体上的印象，现在开始说说二者大致的区别。

**进程的执行过程是线状的**，尽管中间会发生中断或暂停，但该进程所拥有的资源只为该线状执行过程服务。一旦发生进程上下文切换，这些资源都是要被保护起来的。这是进程宏观上的执行过程。而进程又可有单线程进程与多线程进程两种。我们知道，进程有 一个进程控制块 PCB ，相关程序段 和 该程序段对其进行操作的数据结构集 这三部分，单线程进程的执行过程在宏观上是线性的，微观上也只有单一的执行过程；而多线程进程在宏观上的执行过程同样为线性的，但微观上却可以有多个执行操作（线程），如不同代码片段以及相关的数据结构集。**线程的改变只代表了 CPU 执行过程的改变，而没有发生进程所拥有的资源变化。**出了 CPU 之外，**计算机内的软硬件资源的分配与线程无关**，线程只能共享它所属进程的资源。与进程控制表和 PCB 相似，每个线程也有自己的线程控制表 TCB ，而这个 TCB 中所保存的线程状态信息则要比 PCB 表少得多，这些信息主要是相关指针用堆栈（系统栈和用户栈），寄存器中的状态数据。**进程拥有一个完整的虚拟地址空间，不依赖于线程而独立存在；反之，线程是进程的一部分，没有自己的地址空间，与进程内的其他线程一起共享分配给该进程的所有资源**。

线程可以有效地提高系统的执行效率，但并不是在所有计算机系统中都是适用的，如某些很少做进程调度和切换的实时系统。使用线程的好处是有多个任务需要处理机处理时，减少处理机的切换时间；而且，线程的创建和结束所需要的系统开销也比进程的创建和结束要小得多。最适用使用线程的系统是多处理机系统和网络系统或分布式系统。

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1. 线程的执行特性。

线程只有 3 个基本状态：就绪，执行，阻塞。

线程存在 5 种基本操作来切换线程的状态：派生，阻塞，激活，调度，结束。

2. 进程通信。

单机系统中进程通信有 4 种形式：主从式，会话式，消息或邮箱机制，共享存储区方式。

主从式典型例子：终端控制进程和终端进程。

会话式典型例子：用户进程与磁盘管理进程之间的通信。

[Link 1]: https://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E8%BF%9B%E7%A8%8B
[Link 2]: https://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E7%BA%BF%E7%A8%8B
[Link 3]: http://www.qnx.com/developers/docs/6.4.1/neutrino/getting_started/s1_procs.html
[bg2013042401.jpg]: http://image.beekka.com/blog/201304/bg2013042401.jpg
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[bg2013042408.jpg]: http://image.beekka.com/blog/201304/bg2013042408.jpg
[Link 4]: http://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%92%E6%96%A5%E9%94%81
[bg2013042409.jpg]: http://image.beekka.com/blog/201304/bg2013042409.jpg
[bg2013042410.jpg]: http://image.beekka.com/blog/201304/bg2013042410.jpg
[Link 5]: http://en.wikipedia.org/wiki/Semaphore_%28programming%29
[bg2013042411.png]: http://image.beekka.com/blog/201304/bg2013042411.png