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进程和线程（ Process and Thread）

article 2024/12/23 18:18:10

一、操作系统（Operating System）

操作系统的定位

二、什么是进程/任务（Process/Task）

1.进程控制块抽象(PCB Process Control Block)

2.PCB中重要的属性

3.并发编程

三、线程（Thread）

1. 线程是什么

2、为啥要有线程

三、进程和线程的区别

四、Java 的线程和操作系统线程的关系

一、操作系统（Operating System）

操作系统是一组做计算机资源管理的软件的统称。目前常见的操作系统有：Windows系列、Unix系列、 Linux系列、OSX系列、Android系列、iOS系列、鸿蒙等

操作系统的定位

操作系统由两个基本功能：

防止硬件被时空的应用程序滥用；
向应用程序提供简单一致的机制来控制复杂而又通常大相径庭的低级硬件设备。

二、什么是进程/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。

1.进程控制块抽象(PCB Process Control Block)

计算机内部要管理任何现实事物，都需要将其抽象成一组有关联的、互为一体的数据。在 Java 语言中，我们可以通过类/对象来描述这一特征。

2.PCB中重要的属性

这样，每一个 PCB 对象，就代表着一个实实在在运行着的程序，也就是进程。

操作系统再通过这种数据结构，例如线性表、搜索树等将 PCB 对象组织起来，方便管理时进行增删查改（CURD）的操作。

3.并发编程

（1）若只有一个CPU核心，则采用轮转调度的方式，依次执行多个进程，宏观上“同时进行”，微观上“先后进行”，称为“并发”。

（2）若有多个CPU核心，则同时执行，称为“并行”。

三、线程（Thread）

1. 线程是什么

一个线程就是一个 "执行流". 每个线程之间都可以按照顺讯执行自己的代码. 多个线程之间 "同时" 执行着多份代码。

2、为啥要有线程

首先, "并发编程" 成为 "刚需".

单核 CPU 的发展遇到了瓶颈. 要想提高算力, 就需要多核 CPU. 而并发编程能更充分利用多核 CPU 资源. 有些任务场景需要 "等待 IO", 为了让等待 IO 的时间能够去做一些其他的工作, 也需要用到并发编程.

其次, 虽然多进程也能实现并发编程, 但是线程比进程更轻量.

创建线程比创建进程更快.
销毁线程比销毁进程更快.
调度线程比调度进程更快.

最后, 线程虽然比进程轻量, 但是人们还不满足, 于是又有了 "线程池"(ThreadPool) 和 "协程"

(Coroutine)

三、进程和线程的区别

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，（创建新的线程不需要开辟资源空间）
进程是系统分配资源的最小单位，线程是系统调度的最小单位。
都可以实现“并发编程”，线程更为高效。
进程之间是相互独立，线程之前可能相互影响（线程安全性，线程异常）。