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.
想象你正在厨房准备一顿丰盛的晚餐------这就是一个"进程"。在这个厨房里,你有三个"执行流"(线程)在同时工作:煮饭的线程正在按照"洗米→加水→启动电饭煲"的顺序默默工作;煲汤的线程正执行着"准备食材→加水炖煮→调味"的流程;而炒菜的线程则在按顺序"切菜→热油→翻炒→装盘"。这三个线程各自按照自己的代码顺序执行,却同时进行着------电饭煲煮着饭、汤锅炖着汤、炒锅里翻着菜,它们并行不悖,共同推进着"完成晚餐"这个总任务。这就像多线程编程中,每个线程都有自己的任务序列,但计算机能让它们在微观上交替执行、宏观上同时推进,大大提高了整体效率。
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)
3. 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.
想象现在是小区里的两家邻居同时在做晚饭 ------张阿姨家和刘奶奶家,这就是两个独立的进程。
进程间的隔离 :张阿姨在自己的厨房(进程A的内存空间)里,有她的电饭煲、炒锅、调料架;刘奶奶在隔壁厨房(进程B的内存空间)里,也有自己全套独立的厨具和食材。张阿姨无法直接取用 刘奶奶家的酱油,刘奶奶也看不到 张阿姨锅里煮着什么。如果张阿姨家突然停电(进程A崩溃),她的晚饭做不成了,但刘奶奶家的晚餐还能照常进行------这就是进程间不共享内存空间。
线程间的共享 :现在聚焦到张阿姨家自己的厨房(一个进程内) 。张阿姨同时在用三个灶具:左边灶台煮汤(线程A),中间灶台炒菜(线程B),右边灶台蒸鱼(线程C)。这三个"线程"完全共享同一个厨房空间 :炒菜的线程发现盐快用完了,可以直接从共享的调料区(共享内存)取用;煮汤的线程需要加水,转身就能用到水池(共享资源);蒸鱼的线程看到共享的计时器(共享变量)显示还剩5分钟,就提前准备盘子。更重要的是,张阿姨本人(主线程)可以随时查看每个灶台的状态,协调整个烹饪过程------因为所有操作都在同一个厨房空间里实时共享信息。
- 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。
总结:
| 特性 | 进程 | 线程 |
|---|---|---|
| 资源拥有 | 独立资源 | 共享进程资源 |
| 通信方式 | IPC机制 | 共享内存 |
| 创建开销 | 大 | 小 |
| 切换开销 | 大 | 小 |
| 独立性 | 强,互相隔离 | 弱,互相影响 |
| 数据同步 | 不需要 | 需要同步机制 |