【面試】線程進程區別

我的理解

面試時候屢次被問到，本身回答感受很通常，回答瞭如下幾點：

• 線程是獨立調度的基本單位，進程是資源分配的基本單位
• 線程基本不擁有資源，只擁有一點在運行中必不可少的資源，進程擁有 CPU 資源
• 一個進程能夠包括多個線程，這些線程共享進程資源

資料總結

1. 擁有資源

進程是資源分配的基本單位，可是線程不擁有資源，線程能夠訪問同一進程的資源

2. 調度

線程是獨立調度的基本單位，同一進程中，線程的切換不會引發進程切換，從一個進程內的線程切換到另外一個進程內的線程會引發進程切換

3. 系統開銷

建立和撤銷進程時，系統都要爲之分配或回收資源，所付出的開銷遠大於建立或撤銷線程時的開銷。一樣的在進程切換時，也會涉及當前執行進程 CPU 環境的保存以及新調度進程 CPU 環境的設置，而線程的切換隻需保存和設置少許寄存器的內容，開銷很小

4. 通訊方面

進程間通訊須要進程同步和互斥手段的輔助，以保證數據的一致性。而線程間能夠經過直接讀/寫贊成進程中的數據段（如全局變量）來進行通訊。

補充

• 執行過程當中區別，每一個獨立的線程有一個程序運行的入口、順序執行序列和程序的出口，可是線程不能獨立執行，必須依存在應用程序中，由應用程序提供多個線程執行控制
• 邏輯角度來看，多線程的意義在於在一個應用程序中，有多個執行部分能夠同時執行，可是操做系統沒有將這多個線程看作多個獨立的應用，來實現進程資源的調度和管理以及資源分配
• 一個線程能夠建立和撤銷另外一個線程，同一個進程中的多個線程之間能夠併發執行

線程好處

1. 在進程內建立、終止線程要比建立、終止進程快得多
2. 同一進程內的線程間切換比進程間切換要快，尤爲是用戶級線程間的切換。

後續問題

1. 線程資源搶佔可能出現什麼問題？

這是面試騰訊的面試題，同一進程中有多個線程共享資源，確定會出現資源的不夠用，簡單來講就是可能出現線程死鎖，這裏我當時有點不願定，覺得只能出現進程死鎖，實際上線程也會出現死鎖，面試官問個人時候我就直接按照進程死鎖的來講了

2. 如何避免這種問題出現？

這個問題就是要考察死鎖發生的條件，如何避免死鎖。我先是簡單介紹了死鎖發生的四個條件，當時也是想既然是死鎖，無論線程仍是進程發生死鎖的條件應該是一致的，就直接說了，後面查資料證實事實就是這樣的，惟一不一樣之處就是死鎖的基本單元不一樣，一個是進程之間，一個是線程之間。

死鎖的四個必要條件：

• 互斥條件：一個資源只能被一個進程（線程）使用
• 請求與保持條件：一個進程（線程）因請求資源而阻塞時，對已得到的資源保持不放
• 不剝奪條件：進程（線程）已得到的資源，在未完成以前，不能強行剝奪
• 循環等待條件：若干進程（線程）之間造成一種頭尾相接的循環等待資源關係

死鎖案例：

package opersystem;

/** * @author YaboSun */
public class DeadLock {
    // 經過一個簡單的例子測試線程死鎖

    public static void main(String[] args) {
        // 線程a
        Thread a = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                DeadLock.method1();
            }
        });

        // 線程b
        Thread b = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                DeadLock.method2();
            }
        });

        a.start();
        b.start();
    }

    private static void method1() {
        synchronized (String.class) {
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("線程 a 嘗試獲取integer.class");
            synchronized (Integer.class){

            }
        }
    }

    private static void method2() {
        synchronized (Integer.class) {
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("線程 b 嘗試獲取 string.class");
            synchronized (String.class){

            }
        }
    }
}

複製代碼

那麼避免死鎖的出現就是破壞其中的必要條件：

• 破壞互斥條件：例如脫機打印機技術容許若干個進程同時輸出，惟一真正請求物理打印機的進程是打印機守護進程
• 破壞佔有和等待條件：一種實現方式是規定全部進程在開始執行前請求所須要的所有資源
• 破壞不可搶佔條件
• 破壞環路等待條件：給資源統一編號，進程只能按編號的順序來請求資源

3. 銀行家算法

參考： 一句話+一張圖說清楚銀行家算法

當一個進程申請使用資源的時候，銀行家算法經過試探分配給該進程資源，而後經過安全性算法判斷分配後的系統是否處於安全狀態，若不安全則試探分配做廢，讓該進程繼續等待

如何判斷系統處於安全狀態？

若是沒有死鎖發生， 而且即便全部進程忽然請求對資源的最大需求，也仍然存在某種調度次序可以使得每個進程運行完畢，則稱該狀態是安全的。