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- 1.进程与线程
- 1.1.概述
- 1.2.并行与并发
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1.进程与线程
1.1.概述
(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。
- 在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。
1.2.并行与并发
(1)并发
单核 CPU 下,线程实际还是串行执行的。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 ms)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 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)。
CPU | 时间片 1 | 时间片 2 | 时间片 3 | 时间片 4 |
---|---|---|---|---|
core | 线程 1 | 线程 2 | 线程 3 | 线程 4 |
(2)并行
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 (parallel) 的。
(3)这里引用 Rob Pike(golang 语言的创造者)的一段描述:
① 并发(concurrent)是同一时间应对 (dealing with) 多件事情的能力.
② 并行(parallel)是同一时间动手做 (doing) 多件事情的能力。
例子:
① 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;
② 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);
③ 家庭主妇雇了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;