进程和线程的区别

谁践踏了优雅 2024-03-16 09:14 3阅读 0赞

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和线程：

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。