【Java 多线程并发】 进程与线程基本概念
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title: 【Java 多线程并发】 进程与线程基本概念
date: 2023-07-03 08:50
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- Java
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概述
进程和线程的区别
本质的区别是是否单独占有内存地址空间及其它系统资源（比如I/O）
进程是操作系统进行资源分配的基本单位，而线程是操作系统进行调度的基本单位，即CPU分配时间的单位 。
上下文切换
指 CPU 从一个进程（或线程）切换到另一个进程（或线程）。上下文是指==某一时间点 CPU 寄存器和程序计数器的内容==。
进程产生的背景
批处理操作系统
批处理操作系统的指令运行方式仍然是串行的，内存中始终只有一个程序在运行
批处理操作效率也不高
进程的提出
进程就是应用程序在内存中分配的空间，也就是正在运行的程序
使用进程+CPU时间片轮转方式的操作系统，在宏观上看起来同一时间段执行多个任务
线程的提出
让一个线程执行一个子任务，这样一个进程就包含了多个线程，每个线程负责一个单独的子任务。
进程让操作系统的并发性成为了可能，而线程让进程的内部并发成为了可能。
title: 多进程的方式也可以实现并发，为什么我们要使用多线程？
多进程方式确实可以实现并发，但使用多线程，有以下几个好处：
- 进程间的通信比较复杂，而线程间的通信比较简单，通常情况下，我们需要使用共享资源，这些资源在线程间的通信比较容易。
- 进程是重量级的，而线程是轻量级的，故多线程方式的系统开销更小。
进程和线程的区别
本质的区别是是否单独占有内存地址空间及其它系统资源（比如I/O）：
- 进程单独占有一定的内存地址空间，所以进程间存在内存隔离，数据是分开的，数据共享复杂但是同步简单，各个进程之间互不干扰；而线程共享所属进程占有的内存地址空间和资源，数据共享简单，但是同步复杂。
- 进程单独占有一定的内存地址空间，一个进程出现问题不会影响其他进程，不影响主程序的稳定性，可靠性高；一个线程崩溃可能影响整个程序的稳定性，可靠性较低。
- 进程单独占有一定的内存地址空间，进程的创建和销毁不仅需要保存寄存器和栈信息，还需要资源的分配回收以及页调度，开销较大；线程只需要保存寄存器和栈信息，开销较小。
进程是操作系统进行资源分配的基本单位，而线程是操作系统进行调度的基本单位，即CPU分配时间的单位 。
上下文切换
上下文切换（有时也称做进程切换或任务切换）是指 CPU 从一个进程（或线程）切换到另一个进程（或线程）。上下文是指==某一时间点 CPU 寄存器和程序计数器的内容==。
寄存器是cpu内部的少量的速度很快的闪存，通常存储和访问计算过程的中间值提高计算机程序的运行速度。
程序计数器是一个专用的寄存器，用于表明指令序列中 CPU 正在执行的位置，存的值为正在执行的指令的位置或者下一个将要被执行的指令的位置，具体实现依赖于特定的系统。
举例说明 线程A - B
1.先挂起线程A，将其在cpu中的状态保存在内存中。
2.在内存中检索下一个线程B的上下文并将其在 CPU 的寄存器中恢复,执行B线程。
3.当B执行完，根据程序计数器中指向的位置恢复线程A。
上下文切换通常是计算密集型的，意味着此操作会消耗大量的 CPU 时间，故线程也不是越多越好。如何减少系统中上下文切换次数，是提升多线程性能的一个重点课题。
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