進程與線程 - 入門知識篇

前言

你們好啊，我是湯小圓。

今天給你們推薦的是，進程與線程的入門知識，但願對你們有幫助，謝謝。

簡介

首先用術語來說一下，進程是系統進行資源調度和分配的基本單元，線程是進程的最小執行單元；

好比Windows中的任務管理器，就能夠看到正在運行的進程，以下所示

PS：這裏要注意一點，程序不等於進程

程序是指令的集合，是靜態的；進程是正在執行的程序，是活的

當你雙擊運行程序（.exe文件）時，程序的指令會加載到內存中，此時你就會獲得這個程序的進程

 

好了，術語講完了，接下來開始講人話

知識點

1. 進程和線程的關係是怎麼樣的呢？

進程能夠看做一個容器，線程就是容器內的最小執行單元；

咱們用一個例子來講明，好比有一個宿舍（進程），宿舍裏有兩我的（線程），一個廁所（共享資源）

宿舍和人的關係就是進程和線程的關係

一個進程能夠包含多個線程。

 

2. 既然有了進程，爲啥還要有線程呢？

1. 每一個進程都有本身獨立的數據空間，進程之間不共享這些數據資源，通信不方便；

   可是線程不同，一個進程內的多個線程共享這個進程的數據資源，通信方便

2. 多進程之間切換開銷大；

   可是多線程不會，線程來回切換開銷很小

   （這裏簡單解釋下，引入一個虛擬空間的概念，多個進程擁有不一樣的虛擬空間和緩存，可是多個線程共享進程的虛擬空間和緩存，進程切換以後，緩存失效，要從新去尋址虛擬空間，可是線程由於共享空間，緩存仍是能夠用的，因此比進程快）

    

3. 多線程都有哪些好處呢？

多線程相互協做，重複利用系統資源，提升系統吞吐率

若是隻是單個線程，那麼程序在執行比較耗時的操做（好比IO）時，CPU 是處於空閒的狀態，就會形成資源的浪費

可是多線程能夠切換到其餘線程，繼續執行其餘任務，從而充分利用CPU

好比咱們在看電影的時候，眼睛在工做，耳朵也在工做，這樣就能夠充分利用咱們的身體去享受電影；

可是若是眼睛和耳朵要分開工做，那就難受了（腦補一下聲音畫面不一樣步的場景）

 

4. 多線程要怎麼確保數據安全呢？

有多種方式：

1. 局部變量，即單個線程內定義的局部變量只有本身可見，那確定是安全的

2. 只讀對象，即共享的對象是隻讀的，那確定也是安全的

3. 線程安全類，即類自己是線程安全的，那麼基於這個類的操做確定也是安全，好比StringBuffer類

4. 同步與鎖機制，即用戶本身經過加鎖，來確保數據安全；這個會致使程序變得複雜且容易出現問題

 

5. 線程的生命週期都有哪些呢？

經過JDK源碼能夠看到，線程的生命週期有6個狀態，以下所示

 public enum State {
        NEW, // 建立了線程，可是啥也沒幹
        RUNNABLE, // 啓動了線程，處於運行狀態
        BLOCKED, // 阻塞了線程，處於阻塞狀態
        WAITING, // 等待狀態，沒有時間限制，直到有其餘事件通知
        TIMED_WAITING, // 等待狀態，有時間限制，時間到了，會返回到運行狀態
        TERMINATED; // 終止狀態，線程結束
   }

 

6. 這些狀態之間的關係是咋樣的呢？

能夠用一張圖來描述，以下所示，能夠看到除了NEW狀態和TERMINATED狀態，其餘狀態都是跟RUNNABLE狀態互通的

 

7. 那麼線程的建立 New 有幾種方式呢？

三種

1. （不推薦）繼承Thread類，可是這樣的話不符合LSP原則（里氏替換原則，詳細內容可參考：https://www.jianshu.com/p/cf9f3c7c0df5）

2. （推薦）實現Runnable接口，比第一種靈活，也更加安全

3. （推薦）實現Callable接口，相比於第二種，多了返回值和異常拋出

 

8. BLOCKED 狀態通常什麼狀況下會出現呢？

遇到鎖的狀況下，若是鎖沒有釋放，那麼線程就會阻塞

 

9. WAITING 和 TIMED_WAITING有啥區別，不都是等待狀態嗎？

WAITING 狀態會無休止的等待下去，直到其餘事件通知它，它纔會中止等待，進入RUNNABLE狀態（被動）

TIMED_WAITING 狀態會有一個等待最長時間，若是到了等待最長時間，尚未人通知它，它會自動中止等待，進入RUNNABLE狀態（被動+主動）

 

總結

上面只是簡單介紹了線程和進程，真正要學的話東西仍是不少的

參考書籍：

1. Java併發編程實戰

2. 實戰Java高併發程序設計（第二版）

參考連接：

1. 里氏替換原則：https://www.jianshu.com/p/cf9f3c7c0df5

後記

最後，感謝你們的觀看，謝謝。