【Java多线程】对进程与线程的理解

向右看齐 2024-04-20 11:47 120阅读 0赞

**目录**

1、进程/任务（Process/Task）

2、进程控制块抽象(PCB Process Control Block)

2.1、PCB重要属性

2.2、PCB中支持进程调度的一些属性

3、 内存分配 —— 内存管理（Memory Manage）

4、线程（Thread）

5、进程和线程的总结

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## 1、进程/任务（Process/Task） ##

进程是操作系统对一个正在运行的程序的一种抽象，换言之，可以把进程看做程序的一次运行过程；同时，在操作系统内部，进程又是操作系统进行资源分配的基本单位。

描述进程的是：PCB

组织进程的是：链表

## 2、进程控制块抽象(PCB Process Control Block) ##

进程是应用程序被调用时的一个状态，一个进程对应一个PCB，PCB是管理进程的，一个应用程序可以有多个进程。

### 2.1、PCB重要属性 ###

>  *  PID，进程的标识符
>  *  内存指针，描述进程使用的内存、指令/代码、数据的位置
>  *  文件描述符表，进程使用的硬盘的相关信息

### 2.2、PCB中支持进程调度的一些属性 ###

>  *  状态
> 
> 用于描述这个进程当前的状态，能够通过状态得知此时**是否方便**去cpu上执行。
> 
> 例如：当某个进程通过Scanner等待用户输入内容时，此时如果用户还未输入内容，该进程就已经去cpu上执行并等待接收用户输入了，如果用户一直不输入，该进程就会一直占用cpu，导致其他进程无法调用执行cpu。
> 
> 而有了状态描述，就可以避免让这种进程在还未能执行时的**“堵塞状态”**，不去占用cpu，等到方便执行时（即用户输入完成后），给出一个**“就绪状态”**，此时就证明可以该进程可以去cpu上执行。
> 
>  *  优先级
> 
> 多个进程等待系统调度，这就需要有优先级。用于表示各个进程之间的优先级。
> 
> 例如：打游戏时，游戏和微信qq的优先级，想必也知道游戏的优先级更高。
> 
>  *  记账信息
> 
> 统计每个进程占据cpu的时间，可以根据统计结果进一步调整调度的策略。
> 
>  *  上下文
> 
> PCB中的**数据结构**，支撑进程调度的重要属性，**保存**进程运行过程中的中间状态到**内存**中。通过上下文可以做到相当于游戏中的存档和读档操作。

## 3、 内存分配 —— 内存管理（Memory Manage） ##

**核心结论：每个进程的内存是相互独立、互不干涉的。**这是为了保证系统的稳定性，例如某个进程代码出现bug（内存读写越界），那么该bug只会影响自己，**不会影响其他进程。**

**但是也有例外，**虽然说进程之间相互独立，但是有的时候需要多个进程相互配合完成某个工作。

**记忆：每个人的房子相互独立，但是公园都是大家的公共空间，这两者是不冲突的。**

## 4、线程（Thread） ##

**进程频繁的创建和销毁时，会有非常大的开销，主要体现在资源的申请和释放上。为了解决这一问题，就引入了【线程】这个概念，相当于细分了进程。**

线程也可以称为**“轻量级进程”**，在进程的基础上做出了改进。

保持了独立调度执行，同时又省去了“申请资源”“释放资源”带来的额外开销。

## 5、进程和线程的总结 ##

*  进程是包含线程的，每个进程**至少有一个线程**存在，即**主线程**。
 *  进程和进程之间不共享内存空间，**同一个进程的线程之间共享同一个内存空间（所以资源开销少，但会影响其他线程）。**
 *  **没有线程这个概念之前，进程是系统分配资源的最小单位，也是系统调度执行的最小单位。**
 *  **有线程这个概念之后，进程是系统分配资源的最小单位，线程是系统调度执行的最小单位。**
 *  一个进程挂了一般不会影响到其他进程，但是一个线程挂了, 可能把同进程内的其他线程一起带走(整个进程崩溃)。

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**正因为线程之间共用同一块内存空间，因此某个线程出现bug时，可能会影响到其他线程。  
如何正确处理这些问题，是使用线程的一个难点。**

**附上一个生动的理解图：**

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