进程和线程的区别&&run和start区别与联系

绝地灬酷狼 2024-04-23 15:35 68阅读 0赞

**目录**

一、进程和线程

1、进程

2、线程

3、进程与线程的区别总结

4、从 JVM 角度说进程和线程之间的关系（重要）

?图解进程和线程的关系

?程序计数器为什么是私有的?

?虚拟机栈和本地方法栈为什么是私有的?

5、多进程和多线程区别

6、总结

二、run和start区别与联系

1、start（）方法来启动线程，真正实现了多线程运行。

2、run（）方法当作普通方法的方式调用

3、总结：

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## 一、进程和线程 ##

### 1、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。

![format_png][]

### 2、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。

与进程不同的是同类的多个线程共享进程的堆和方法区资源，但每个线程有**自己的程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈**，所以系统在产生一个线程，或是在各个线程之间作切换工作时，负担要比进程小得多，也正因为如此，**线程也被称为轻量级进程。**

Java 程序天生就是多线程程序，我们可以通过 JMX 来看一下一个普通的 Java 程序有哪些线程，代码如下。

package Thread;
    
    import java.lang.management.ManagementFactory;
    import java.lang.management.ThreadInfo;
    import java.lang.management.ThreadMXBean;
    
    public class MultiThread {
    	public static void main(String[] args) {
    		// 获取 Java 线程管理 MXBean
    		ThreadMXBean threadMXBean = ManagementFactory.getThreadMXBean();
    		// 不需要获取同步的 monitor 和 synchronizer 信息，仅获取线程和线程堆栈信息
    		ThreadInfo[] threadInfos = threadMXBean.dumpAllThreads(false, false);
    		// 遍历线程信息，仅打印线程 ID 和线程名称信息
    		for (ThreadInfo threadInfo : threadInfos) {
    			System.out.println("[" + threadInfo.getThreadId() + "] " + threadInfo.getThreadName());
    		}
    	}
    }

上述程序输出如下（输出内容可能不同，不用太纠结下面每个线程的作用，只用知道 main 线程执行 main 方法即可）：

>     [6] Monitor Ctrl-Break //监听线程转储或“线程堆栈跟踪”的线程
>     [5] Attach Listener //负责接收到外部的命令，而对该命令进行执行的并且把结果返回给发送者
>     [4] Signal Dispatcher // 分发处理给 JVM 信号的线程
>     [3] Finalizer //在垃圾收集前，调用对象 finalize 方法的线程
>     [2] Reference Handler //用于处理引用对象本身（软引用、弱引用、虚引用）的垃圾回收的线程
>     [1] main //main 线程,程序入口
> 
>   
> **从上面的输出内容可以看出：一个 Java 程序的运行是 main 线程和多个其他线程同时运行。**

### 3、**进程与线程的区别总结** ###

>   
> 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。**

?**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

?**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。

?**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。

?**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

?**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。

?**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

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### 4、从 JVM 角度说进程和线程之间的关系（重要） ###

####    ?图解进程和线程的关系 ####

下图是 Java 内存区域，通过下图我们从 JVM 的角度来说一下线程和进程之间的关系。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly90aGlua3dvbi5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70]

从上图可以看出：一个进程中可以有多个线程，多个线程共享进程的堆和方法区 (JDK1.8 之后的元空间)资源，但是每个线程有自己的程序计数器、虚拟机栈 和 本地方法栈。

#### **?程序计数器为什么是私有的?** ####

**程序计数器主要有下面两个作用：**

> 字节码解释器通过改变程序计数器来依次读取指令，从而实现代码的流程控制，如：顺序执行、选择、循环、异常处理。
> 
>   
> 在多线程的情况下，程序计数器用于记录当前线程执行的位置，从而当线程被切换回来的时候能够知道该线程上次运行到哪儿了。
> 
>   
> **需要注意的是，如果执行的是 native 方法，那么程序计数器记录的是 undefined 地址，只有执行的是 Java 代码时程序计数器记录的才是下一条指令的地址**。

所以，程序计数器私有主要是为了线程切换后能恢复到正确的执行位置。

#### ?虚拟机栈和本地方法栈为什么是私有的? ####

>   
> **虚拟机栈：**每个 Java 方法在执行的同时会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、常量池引用等信息。从方法调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在 Java 虚拟机栈中入栈和出栈的过程。

>   
> **本地方法栈：**和虚拟机栈所发挥的作用非常相似，区别是： 虚拟机栈为虚拟机执行 Java 方法 （也就是字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的 Native 方法服务。 在 HotSpot 虚拟机中和 Java 虚拟机栈合二为一。

**所以，为了保证线程中的局部变量不被别的线程访问到，虚拟机栈和本地方法栈是线程私有的**。

**?一句话简单了解堆和方法区**  
堆和方法区是所有线程共享的资源，其中堆是进程中最大的一块内存，主要用于存放新创建的对象 (所有对象都在这里分配内存)，方法区主要用于存放已被加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。

### 5、多进程和多线程区别 ###

**多进程：操作系统中同时运行的多个程序**

**多线程：在同一个进程中同时运行的多个任务**

举个例子，多线程下载软件，可以同时运行多个线程，但是通过程序运行的结果发现，每一次结果都不一致。 **因为多线程存在一个特性：随机性。**造成的原因：CPU在瞬间不断切换去处理各个线程而导致的，可以理解成多个线程在抢CPU资源。

**?多线程提高CPU使用率**

**多线程并不能提高运行速度，但可以提高运行效率，让CPU的使用率更高。**但是如果多线程有安全问题或出现频繁的上下文切换时，运算速度可能反而更低。

**?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**

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###  ###

### 6、总结 ###

> **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，竞争计算机系统资源的基本单位。
> 
> **线程：**
> 
> 是进程的一个执行单元，是进程内科调度实体。比进程更小的独立运行的基本单位。线程也被称为轻量级进程。

> **地址空间：**
> 
> 线程共享本进程的地址空间，而进程之间是独立的地址空间。
> 
> **资源：**
> 
> 线程共享本进程的资源如内存、I/O、cpu等，不利于资源的管理和保护，而进程之间的资源是独立的，能很好的进行资源管理和保护。
> 
> **健壮性：**
> 
> 多进程要比多线程健壮，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。
> 
> **执行过程：**
> 
> 每个独立的进程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序入口，执行开销大。
> 
> 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，执行开销小。
> 
> **可并发性：**
> 
> 两者均可并发执行。
> 
> **切换时：**
> 
> 进程切换时，消耗的资源大，效率高。所以涉及到频繁的切换时，使用线程要好于进程。同样如果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。
> 
> **其他：**
> 
> 线程是处理器调度的基本单位，但是进程不是。

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## 二、run和start区别与联系 ##

### **1、start（）方法来启动线程，真正实现了多线程运行。** ###

start方法的作用就是将线程由NEW状态，变为RUNABLE状态。当线程创建成功时，线程处于NEW（新建）状态，如果你不调用start( )方法，那么线程永远处于NEW状态。调用start( )后，才会变为RUNABLE状态，线程才可以运行

package Thread;
    
    class myRunnable1 implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                System.out.println(i);
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    class myRunnable2 implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                System.out.println(-i);
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    public class demo22 {
        public static void main(String[] args) {
            Thread t1 = new Thread(new myRunnable1());
            Thread t2 = new Thread(new myRunnable2());
            t1.start();
            t2.start();
        }
    }

![d7b44e53a898483f9281c8f8146cf66a.png][]

**t1和t2这两个线程是并发执行的**

**注意：**

> 由于在线程的生命周期中，线程的状态由NEW **---->** RUNABLE只会发生一次，因此，一个线程只能调用start（）方法一次，多次启动一个线程是非法的。特别是当线程已经结束执行后，不能再重新启动。

### **2、run（）方法当作普通方法的方式调用** ###

run( )其实是一个普通方法，只不过当线程调用了start( )方法后，一旦线程被CPU调度，处于运行状态，那么线程才会去调用这个run（）方法；

对与run（）方法，因为他是一个普通的对象方法，因此，不需要线程调用start（）后才可以调用的。线程对象可以随时随地调用run方法

![06a6673e71d448059d38a56192eee78a.png][]

### 3、总结： ###

通过实例1和实例和我们可以知道start方法是用于启动线程的，可以实现并发，而run方法只是一个普通方法，是不能实现并发的，只是在并发执行的时候会调用。

> 1.  使用**start**可以启动线程，创建一个新的线程，并且会在内部调用Runnable接口的run方法
> 2.  使用**run**不会创建新线程，而是在之前的线程中执行了我们在run里面重写的内容

[format_png]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9yYXcuZ2l0aHVidXNlcmNvbnRlbnQuY29tL0pvdXJXb24vaW1hZ2UvbWFzdGVyL0phdmElRTUlQjklQjYlRTUlOEYlOTElRTclQkMlOTYlRTclQTglOEItJUU1JTlGJUJBJUU3JUExJTgwJUU3JTlGJUE1JUU4JUFGJTg2LyVFNCVCQiVCQiVFNSU4QSVBMSVFNyVBRSVBMSVFNyU5MCU4NiVFNSU5OSVBOC5wbmc?x-oss-process=image/format,png
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