进程与线程
前文在讲集合的时候,介绍集合只要是不安全的就是多线程的,多线程意味着速度快。
1.计算机的核心是cpu,负责所有的计算任务;计算机的管理者是操作系统,负责任务的调度、资源的分配和管理(统领整个计算机硬件)。
2.应用程序是具有某种功能的程序,程序是运行在操作系统之上的。
一.并发与并行
并发:指两个或多个事件在同一时间段内发生。
并行:指两个或多个事件在同一时刻发生(同时发生)。
使用cpu执行任务,譬如是一块单核cpu,左图并发:cpu在一个时间段里先执行任务1,再执行任务2,接着执行任务1,即交替执行。(效率低)
右图并行:有多核cpu,一个cpu执行任务1,另一个cpu同时执行任务2.(效率快)
二.线程与进程
进程:是指一个具有独立功能的程序(即应用程序)在一个数据集上的一次动态执行的过程。是操作系统进行资源分配和调度的一个独立单位,是应用程序运行的载体。
进程一般由程序、数据集合和进程控制块三部分组成。
程序用于描述进程要完成的功能,是控制进程执行的指令集;
数据集合是程序在执行时所需要的数据和工作区;
程序控制块半酣进程的额描述信息和控制信息,是进程存在的唯一标志。
每个进程都有一个独立的内存空间,一个应用程序可以同时运行多个进程;进程也是程序的一次执行过程,是系统运行程序的基本单位;系统运行一个程序即是一个进程从创建、运行到消亡的过程。
举例:
现在有一块硬盘(里面的内容是永久存储),有一个QQ.exe和一个IDEA.exe,点击QQ.exe,它就会进入到内存中做一次动态执行。切换到别的进程之后,再回来做一次动态执行,这就是程序中的多个进程的并发执行。
进程具有的特征:
动态性:进程是程序的一次执行过程,是临时的,有生命期的,是动态产生、动态消亡的;
并发性:任何进程都可以同其他进行一起并发执行;
独立性:进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位;
结构性:进程由程序、数据集合和进程控制块三部分组成。
在早期的操作系统中并没有线程的概念,进程是拥有资源和独立运行的最小单位,也是程序执行的最小单位。任务调度采用的是时间片轮转的抢占式调度方式,而进程是任务调度的最小单位,每个进程有各自独立的一块内存,使得各个进程之间内存地址相互隔离。
后来,随着计算机的发展,对cpu的要求越来越高,进程之间的切换开销较大,已经无法满足越来越复杂的程序要求了。于时就发明了线程,线程是程序执行中一个单一的顺序控制程序,是程序执行流的最小单元,是处理器调度和分派的基本单位。一个进程可以有一个或多个线程,各个线程之间共享程序的内存空间(也就是所在进程的内存空间)。一个标准的线程由线程ID,当前指令指针PC,寄存器和堆栈组成。而进程由内存空间(代码、数据、进程空间、打开的文件)和一个或多个线程组成。
线程:线程是进程中的一个执行单元,负责当前进程中程序的执行,一个进程中至少有一个线程。一个进程中是可以有多个线程的,这个应用程序也可以称之为多线程程序。
简而言之:一个程序运行后至少有一个进程,可以同时运行多个进程,一个进程中至少有一个线程,可以包含多个线程。
举例:
比如说QQ作为一个进程运行后,里面有多个功能界面。
进程和线程的区别:
1.进程是任务调度(操作系统分配资源)的最小单元,线程是程序执行流的最小单元。
2.一个进程由一个或多个线程组成,线程是一个进程中代码的不同执行路线。
3.进程之间相互独立,但同一进程下的各个线程之间共享程序的内存空间(包括代码段、数据集、堆等)及一些进程级的资源(如打开文件和信号等),某进程内的线程在其他进程不可见。
4.调度和切换:线程上下文切换比进程上下文切换快得多。
线程调度:
1.分时调度:所有线程轮流使用cpu的使用权,平均分配每个线程占用cpu的时间。
2.抢占式调度:优先让优先级高的线程使用cpu,如果线程的优先级相同,那么会随机选择一个(线程随机性),Java使用的为抢占式调度。
抢占式调度详解:
大部分操作系统的任务调度是采用时间片轮转的抢占式调度方式,也就是说一个任务执行一小段时间后强制暂停去执行下一个任务,每个任务轮流执行。任务执行的一小段时间叫做时间片,任务正在执行时的状态叫运行状态,任务执行一段时间后强制暂停去执行下一个任务,被暂停的任务就处于就绪状态,等待下一个属于它的时间片的到来。这样每个人物都能得到执行,有cpu的执行效率非常高,时间片非常短,在各个任务之间快速地切换,给人的感觉就是多个任务在“同时进行”这也就是我们所说的并发。
通俗理解:大部分操作系统都支持多进程并发运行,现在的操作系统几乎都支持同时运行多个程序(即隶属于多个进程的不同线程),比如同时打开浏览器、qq以及听歌软件,此时,这些程序是在同时运行,“感觉这些软件好像在同一时刻运行着”。实际上,cpu(中央处理器)使用抢占式调度模式在多个线程之间进行着高速切换。对于cpu的一个核而言,某个时刻,只能执行一个线程,而cpu的多个线程间切换速度相对我们的感觉要快,看上去就是在同一时刻运行。
为何不使用多进程而是使用多线程?
线程廉价,线程启动比较快,退出比较快,对系统资源的冲击也比较小。而且线程彼此分享了大部分核心对象(File Handle)的拥有权
如果使用多重进程,但是不可预期,且测试困难
参考博客:https://www.cnblogs.com/qianqiannian/p/7010909.html