JUC (一) --------- 进程与线程

你的名字 2024-04-03 11:53 94阅读 0赞

#### 目录 ####

*  一、进程与线程
 *   *  1. 进程
     *  2. 线程
     *  3. 二者对比
 *  二、并行与并发
 *  三、总结

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## 一、进程与线程 ##

### 1. 进程 ###

程序由指令和数据组成，但这些指令要运行，数据要读写，就必须将指令加载至 CPU，数据加载至内存。在指令运行过程中还需要用到磁盘、网络等设备。进程就是用来加载指令、管理内存、管理 IO 的当一个程序被运行，从磁盘加载这个程序的代码至内存，这时就开启了一个进程。

进程就可以视为程序的一个实例。大部分程序可以同时运行多个实例进程（例如记事本、画图、浏览器等），也有的程序只能启动一个实例进程（例如网易云音乐、360 安全卫士等）。

### 2. 线程 ###

一个进程之内可以分为一到多个线程。  
一个线程就是一个指令流，将指令流中的一条条指令以一定的顺序交给 CPU 执行

Java 中，线程作为最小调度单位，进程作为资源分配的最小单位。 在 windows 中进程是不活动的，只是作为线程的容器。

### 3. 二者对比 ###

*  进程基本上相互独立的，而线程存在于进程内，是进程的一个子集
 *  进程拥有共享的资源，如内存空间等，供其内部的线程共享
 *  进程间通信较为复杂。
    
     *  同一台计算机的进程通信称为 IPC(Inter-process communication）
     *  不同计算机之间的进程通信，需要通过网络，并遵守共同的协议，例如 HTTP
 *  线程通信相对简单，因为它们共享进程内的内存，一个例子是多个线程可以访问同一个共享变量
 *  线程更轻量，线程上下文切换成本一般上要比进程上下文切换低

## 二、并行与并发 ##

单核 cpu 下，线程实际还是串行执 的。操作系统中有一个组件叫做任务调度器，将 cpu 的时间片（windows下时间片最小约为 15 毫秒）分给不同的程序使用，只是由于 cpu 在线程间（时间片很短）的切换非常快，人类感觉是同时运行的 。

**总结为一句话就是： 微观串行，宏观并行**

一般会将这种线程轮流使用 CPU 的做法称为并发， concurrent，JUC 也就是 java.util.concurrent 中的东西。

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多核 cpu下，每个 核（core） 都可以调度运行线程，这时候线程可以是并行的。

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引用 Rob Pike 的一段描述：

*  并发（concurrent）是同一时间应对（dealing with）多件事情的能力
 *  并行（parallel）是同一时间动手做（doing）多件事情的能力

**例子**

家庭主妇做饭、打扫卫生、给孩子喂奶，她一个人轮流交替做这多件事，这时就是并发。

家庭主妇雇了个保姆，她们一起这些事，这时既有并发，也有并行 (这时会产生竞争，例如锅只有一口，一个人用锅时，另一个人就得等待)。

雇了3个保姆，一个专做饭、一个专打扫卫生、一个专喂奶，互不干扰，这时是并行。

## 三、总结 ##

单核 cpu 下，多线程不能实际提高程序运行效率，只是为了能够在不同的任务之间切换，不同线程轮流使用 cpu ，不至于一个线程总占用 cpu，别的线程没法干活

多核 cpu 可以并行跑多个线程，但能否提高程序运行效率还是要分情况的。有些任务，经过精心设计，将任务拆分，并行执行，当然可以提高程序的运行效率。但不是所有计算任务都能拆分，也不是所有任务都需要拆分，任务的目的如果不同，谈拆分和效率没啥意义

IO 操作不占用 cpu，只是我们一般拷贝文件使用的是【阻塞 IO】，这时相当于线程虽然不用 cpu，但需要一直等待 IO 结束，没能充分利用线程。所以才有后面的【非阻塞 IO】和【异步 IO】优化。

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