【Java多线程】对进程与线程的理解

news2024/11/27 1:24:25

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

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)。

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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