【JavaEE】【多线程】进程与线程的概念

标签：执行 run Thread JavaEE 线程进程多线程 CPU

一、进程

进程是操作系统对一个正在运行的程序的一种抽象，可以把进程看做程序的一次运行过程；
同时，在操作系统内部，进程又是操作系统进行资源分配的基本单位。

1.1 系统管理进程

先描述一个进程：
使用结构体（因为操作系统主要由c语言写成），再描述出进程的核心属性即进程控制块PCB（Process Control Block）。
把多个进程组织起来：
使用数据结构组织起来，Linux使用链表来组织。

1.2 系统操作进程

进程的创建：创建一个PCB，初始化各个属性，加入到数据结构中。
进程的销毁：在数据结构中找到并删除。
查看进程列表：遍历查找到进程，现显示关键数据。

1.3 进程控制块PCB关键属性

pid (进程id)：相当于身份证，每个进程不一样。
一组内存指针：指向进程执行的指令，依赖。
文件描述符表：进程运行时，多数要与硬盘进行交互，硬盘储存数据的方式是通过文件存储，而文件的信息就保存在文件描述符表中。操作系统回将很多资源抽象为文件。
进程状态：两个主要的进程状态：1.就绪状态：进程随时能到CPU上执行，2.阻塞状态：进程当前不适合在CPU上执行。
进程优先级：优先级越高，分配的CPU资源越多。
进程的上下文：进程的调度原理，会使得进程在执行了一会之后会失去CPU，CPU再次执行回来时，要沿着上次结束状态执行。
而进程在CPU上运行时，床铺上的各种寄存器就会记录当前进程的中间状态，
将寄存器的各种记录保存到pcb对应属性，下次执行时又返回给对应寄存器就恢复了进程上下文。
进程的记账信息：统计每个进程在CPU上执行了多久。如果该进程长时间没分配到CPU资源，就会给这个进程倾斜一些CPU资源。

1.4 cpu对进程的操作

CPU对进程的操作是 分时复用。
分时复用就是指：把一份时间分为多份，每份时间执行对应的进程。由于CPU运行速度快，让进程切换的时间超过了肉眼反应。

并发执行：一个CPU核心上按照分时复用执行进程。
并行执行：多个CPU核心执行多个进程。
现代CPU都是两者兼备。

由于代码无法区分，平时就将两者合起来叫做“并发”

1.5 进程调度

进程调度就是指操作系统在并发执行进程时，进程之间的相互切换。
而上面PCB中的进程状态，进程优先级，进程上下文，进程记账信息就是支持进程调度的。

二、线程

线程：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。就相当于是一个轻量级的进程。

2.1 线程与进程

线程与进程的关系是包含关系，每个进程中至少要有一个线程。
相当于周计划（进程）与日计划（线程）的关系。

2.2 线程资源分配

每个进程的创建需要申请资源，销毁需要释放资源。
而在一个进程中只有第一个线程创建需要申请资源，所有线程销毁完才需要释放资源。

而在一个进程中所有线程共享资源，这样会带来如果一个线程出问题，可能所有线程就出问题了。就像一个线程中抛出一个异常没处理，就将整个进程中的线程全部搞挂。
这样的好处是开销小，效率高，但是如果线程过多也会使线程调度开销大，影响效率。

2.3 线程调度

操作系统操作线程（一个进程内）也和进程一样有并发执行和并行执行。
线程也有线程状态，线程优先级，线程上下文，线程记账信息（与上诉进程的介绍一样，只需把进程改为线程即可）。
而内存指针和文件描述符表是一个进程中所有线程共享的。

三、线程与进程区别

进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位，线程是程序执行的最小单位。
进程有自己的内存地址空间，线程只独享指令流执行的必要资源，如寄存器和栈。
由于同一进程的各线程间共享内存和文件资源，可以不通过内核进行直接通信。
线程的创建、切换及终止效率更高。

四、线程简单操作代码

4.1 创建线程

创建线程有两种方式：

使用类继承Thread类，重写run方法。在主函数中创建好对象后调用start方法就创建好了一个线程。

class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        //写代码
    }
}
public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new MyThread();
        thread.start();

    }
}

实现Runnable接口，重写run方法，通过Thread创建对象时，将实现Runnable接口的类对象传到构造函数中，在调用start方法。

class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        
    }
}


public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
        Thread thread = new Thread(myRunnable);
        thread.start();
    }
}

还可以使用匿名内部类

Thread thread = new Thread() {
@Override
    public void run() {
        //写代码
    }
}


Thread thread = new Thread(new Runnable) {
@Override
    public void run() {
        //写代码
    }
}

lambda 表达式

Thread thread = new Thread ( () -> {
 //写代码不用重写run方法
});

4.1.1 start()与run()区别

作用功能不同：

run方法的作用是描述线程具体要执行的任务；
start方法的作用是真正的去申请系统线程

运行结果不同：

run方法是一个类中的普通方法，主动调用和调用普通方法一样，会顺序执行一次；
start调用方法后, start方法内部会调用Java 本地方法（封装了对系统底层的调用）真正的启动线程，并执行run方法中的代码，run 方法执行完成后线程进入销毁阶段。

4.2查看线程

在当前电脑上看由Java写的线程可以找到安装使用的JDK写的bin目录里面的Jconsole.exe程序。

运行这个程序里面就可以看当前的线程。

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