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【多线程与高并发】1、线程的基本概念

1、线程和进程的基本概念

线程和进程的区别

  • 程序(program):为完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合。即指一段静态的代码,静态对象。
  • 进程(process):程序的一次执行过程,或是正在运行的一个程序。是一个动态的过程:有它自身的产生、存在和消亡的过程。——生命周期。
    • 如:运行中的QQ,运行中的MP3播放器程序是静态的,进程是动态的
    • 进程作为资源分配的单位,系统在运行时会为每个进程分配不同的内存区域
  • 线程(thread),进程可进一步细化为线程,是一个程序内部的一条执行路径
    • 若一个进程同一时间并行执行多个线程,就是支持多线程的
    • 线程是调度和执行的单位,每个线程拥有独立的运行栈和程序计数器(pc),线程切换的开销小
    • 一个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间—》它们从同一堆中分配对象,可以访问相同的变量和对象。这就使得线程间通信更简便、高效。但多个线程操作共享的系统资源可能就会带来安全的隐患。

总结

  • 程序:静态的代码
  • 进程:动态执行的程序
  • 线程:进程中要同时干几件事时,每一件事的执行路径成为线程。

2、并行和并发

2.1 单核CPU和多核CPU的理解

  • 单核CPU,其实是一种假的多线程,因为在一个时间单元内,也只能执行一个线程的任务。例如:虽然有多车道,但是收费站只有一个工作人员在收费,只有收了费才能通过,那么CPU就好比收费人员。如果有某个人不想交钱,那么收费人员可以把他“挂起”(晾着他,等他想通了,准备好了钱,再去收费)。但是因为CPU时间单元特别短,因此感觉不出来。
  • 如果是多核的话,才能更好的发挥多线程的效率。(现在的服务器都是多核的)
  • 一个Java应用程序java.exe,其实至少有三个线程:main()主线程,gc()垃圾回收线程,异常处理线程。当然如果发生异常,会影响主线程。

2.2 并行

并行:多个CPU同时执行多个任务,比如:多个人同时做不同的事

2.3 并发

并发:一个CPU(采用时间片)同时执行多个任务,比如秒杀平台,多个人做同件事

3、 使用多线程的优点和使用场景

3.1 多线程的优点

以单核CPU为例,只使用单个线程先后完成多个任务(调用多个方法),肯定比用多个线程来完成用的时间更短,为何仍需多线程呢?

  1. 提高应用程序的响应。对图形化界面更有意义,可增强用户体验。
  2. 提高计算机系统CPU的利用率
  3. 改善程序结构。将既长又复杂的进程分为多个线程,独立运行,利于理解和修改

3.2、何时需要多线程

  • 程序需要同时执行两个或多个任务。
  • 程序需要实现一些需要等待的任务时,如用户输入、文件读写操作、网络操作、搜索等。
  • 需要一些后台运行的程序时。

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