线程、进程、并发和并行的概念

线程、进程、并发和并行的概念

1. 进程：是指一个在内存中正在运行的程序，是操作系统分配资源（文件、io、网络、内存等资源）的基本单位。

• 一个程序文件（也就是我们编写、编译好的程序，是保存在磁盘中的，例如.exe程文件），当我们点击，程序文件就被加载到内存中，也就创建了一个进程。
• 同一个程序文件在内存中可以有多个实例，例如我们可以启动多个qq实例，每个qq就是一个进程。
• 类比java类和对象，类相当于程序文件，对象实例相当于一个进程，我们根据类这个模板，在内存中创建出了一个对象。

2. 线程：线程是操作系统调度执行的基本单位，有独立的内存空间（指令、数据、程序计数器等）。

• 一个cpu每次选一个线程来进行执行，取指令和数据到cpu中进行运算再写回内存，每个线程都有被cpu执行的机会，也就是存在上下文切换。
• 上下文切换：cpu在切换到另一个线程B进行执行时，会保存上一个线程A的上下文信息（程序计数器会记录执行到了哪个指令），当切换回A线程，会从上次的地方继续执行。

3. 进程和线程的关系

• 一个进程至少有一个线程，这个线程就是主线程，可以包含多个线程。
• 线程依赖于进程存在，一个线程必须属于一个进程。

4. 并发：同一时间段内（可以认为很短），有多个任务（线程），需要cpu调度执行，存在上下文切换，同一时刻只能执行一个线程，因为cpu核数有限，忙不过来。
5. 并行：同一个时刻可以执行两个或者多个线程，一个核心执行一个线程，取决于cpu核数。
   
6. 可通过任务管理器->性能，查看计算机各项参数
   

• java获取cpu物理核心数和逻辑核心数

public static void main(String[] args) {
        try {
            // 获取逻辑处理器数
            int logicalProcessors = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
            System.out.println("逻辑处理器数: " + logicalProcessors);

            // 执行 WMIC 命令并读取输出
            Process process = Runtime.getRuntime().exec("wmic cpu get NumberOfCores,NumberOfLogicalProcessors");
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));
            String line;
            int physicalCores = 0;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                if (line.contains("NumberOfCores") && line.contains("NumberOfLogicalProcessors")) {
                    continue;
                }
                String[] parts = line.trim().split("\\s+");
                if (parts.length == 2) {
                    physicalCores += Integer.parseInt(parts[0]);
                }
            }
            reader.close();
            System.out.println("物理核心数: " + physicalCores);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

逻辑处理器数: 8
物理核心数: 4

• 物理核心数为4，逻辑处理器数为8，这是一种超线程技术。这意味着你的系统有4个物理核心，每个核心有2个逻辑处理器。系统能够并行处理的线程数等于逻辑处理器数，也就是8个线程。
• 查看你的操作系统是否支持超线程技术

linux命令: 
lscpu | grep "Thread(s) per core"
如果输出显示每个核心有2个线程（"Thread(s) per core: 2"），则表示启用了超线程技术

windows命令：
wmic cpu get NumberOfCores,NumberOfLogicalProcessors
比较 NumberOfCores 和 NumberOfLogicalProcessors，如果后者是前者的两倍，则启用了超线程技术

• 超线程技术的优点：在传统的单核心处理器中，如果一个线程因为等待I/O操作或其他原因而阻塞，CPU资源可能会被浪费。超线程技术允许另一个线程在同一个核心上执行，从而提高CPU的利用率。在多任务处理或多线程应用中，超线程技术可以显著提高性能，因为多个线程可以并行执行，减少了上下文切换的开销。
• 逻辑处理器数的意义：在设计线程池时，根据处理器数创建指定数量的线程，充分利用cpu资源。