1.多线程基础概念

进程和线程

进程

  • 程序由指令和数据组成。指令要运行,数据要读写,就必须将指令加载至CPU,将数据加载至内存。指令运行的过程中,可能需要用的磁盘和网络等IO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,例如浏览器,记事本;有的只能同时运行一个实例,例如qq音乐。

线程

  • 一个进程之内可以分一到多个线程。
  • 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。
  • java中,线程是最小调度单位,进程是资源分配的最小单位。
    在windows中进程是不活动的,只是线程的容器。

进程和线程的对比

  • 进程基本上相互独立,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,供其内部的线程共享。
  • 进程间的通信较为复杂
    • 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
  • 线程之间的通信相对简单,因为它们共享进程内的内存。
  • 线程更轻量,线程上下文切换成本一般比进程上下文切换低。

并行和并发

  • 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毫秒)分给不同的线程使用。只是由于CPU在线程间的切换非常快,人类感觉是同时运行的。一般会将这种线程轮流使用CPU 的做法称为并发(concurrent)。

  • CPU一般是多核,但是核心数一定比线程数少,所以电脑里面都是并行并发同时进行。

  • 多核CPU下,每个核心都可以调度运行线程,这时线程是可以并行

引用Rob Pike的一段描述:

  • 并发(concurrent)是同一时间应对(dealing with)多件事情的能力;
  • 并行(parallel)使同一时间动手做(doing)多件事情的能力。

异步和同步

从方法调用的角度来讲:

  • 需要等待结果返回,才能继续运行就是同步;
  • 不需要等待结果返回,就能继续运行就是异步。

注意:同步,在多线程中还有另外一层意思,是让多个线程步调一致。

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