Java并发篇_进程&线程

一个进程包括由操作系统分配的内存空间，包含一个或多个线程。一个线程不能独立的存在，它必须是进程的一部分。一个进程一直运行，直到所有的非守护线程都结束运行后才能结束。 多线程能满足程序员编写高效率的程序来达到充分利用 CPU 的目的。

一、进程

1、什么是进程

进程（Process） 是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。 在当代面向线程设计的计算机结构中，进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。

程序并不能单独运行，只有将程序装载到内存中，系统为它分配资源才能运行，而这种执行的程序就称之为进程。程序和进程的区别就在于：程序是指令的集合，它是进程运行的静态描述文本；进程是程序的一次执行活动，属于动态概念。

2、进程的特点

• 进程是程序的一次执行过程。
• 进程是是正在运行程序的抽象。它代表运行的CPU，也称进程是对CPU的抽象。
• 系统资源（如内存、文件）以进程为单位分配。
• 操作系统为每个进程分配了独立的地址空间
• 操作系统通过“调度”把控制权交给进程。

二、线程

1、什么是线程

线程（thread） 是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。

线程由线程ID，程序计数器(PC）[用于指向内存中的程序指令]，寄存器集合[由于存放本地变量和临时变量]和堆栈[用于存放方法指令和方法参数等]组成。

2、为什么引入线程

主要归咎于两点. 一个是由实现决定的,一个是由需求决定的.

1. 进程是资源调度的单位, 因此进程之间的切换的代价和开销比较大.
2. 一个进程内可能需要多任务并发的执行,实现不同的功能.

3、进程与线程的区别

1. 进程是拥有系统资源的,系统会给进程分配一个完整的虚拟地址空间.(不同进程无法共享相同的内存空间)
2. 线程除了少量必要的资源外（存放本地变量），几乎不需要资源，因此它与资源分配无关。
3. 进程之间相互独立，且不能共享资源
4. 在同一进程的线程之间，可以共享进程的所有资源。
5. 一个线程挂掉，整个进程都会跟着挂掉，而多进程应用，进程挂掉，不会影响到其他进程。多进程的程序要比多线程的程序健壮。
6. 线程上下文切换的速度比进程上下文切换的快得多。
7. 在多线程系统中，进程不是可执行的实体，线程才是实际的执行单位.

4、线程设计的3个难点

1. 在 CPU 密集型任务、I/O 密集型任务以及充分利用多核 CPU 提升程序性能上找到一个平衡点。
2. 尽可能支持规模更大的线程数量。
3. 减少线程在用户态(User Mode)和内核态(Kernel Mode)中切换带来的开销。

5、并发与并行

并发：一个时间段内有很多的线程或进程在执行，但何时间点上都只有一个在执行，多个线程或进程争抢时间片轮流执行。

并行：一个时间段和时间点上都有多个线程或进程在执行。