計算機的核心是CPU，它承擔(dān)了計算機的所有計算任務(wù)，CPU就像一個工廠，時刻在運行著，而操作系統(tǒng)管理著計算機，負責(zé)任務(wù)的調(diào)度、資源的分配和管理。
進程和線程都是計算機操作系統(tǒng)中的基本概念，在進程和線程之上有程序，應(yīng)用程序是具有某種功能的程序，運行在操作系統(tǒng)中。
例如，我們的桌面上都會安裝QQ、酷狗音樂、微信......等，這些就是程序。當(dāng)我們點擊QQ運行時，QQ正常運行，此時就會開啟一個進程。
因此，「程序是靜態(tài)的，而進程是動態(tài)的，程序是作為進程的運行的載體，進程會隨時間，會在某一時刻消亡?！?/strong>
我們運行程序開啟的進程，我們可以在任務(wù)管理器中可以查看，當(dāng)我們再次點擊QQ，登陸另一個賬號的時候又會開啟一個進程。
打個比喻：前面我們把CPU比作一個工廠，那么程序就好像工廠里面的車間。
但是，車間是靜態(tài)的，車間中有多條流水線，進程就好比流水線，流水線是動態(tài)執(zhí)行的，一個車間可以同時運行多條流水線，也可以只執(zhí)行一條流水線或者一條流水線都不執(zhí)行。
總結(jié)來說：「程序可以包含多個進程，多個進程并發(fā)執(zhí)行，相互獨立，因此，進程也是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度基本單位。」
當(dāng)然，程序也可以沒有啟動進程，就好比車間中沒有流水線，因為程序是靜態(tài)的，而進程的有無就好比層間的流水線是否存在。
一條流水線上可以有很多工人，那些工人就好比是線程，一個員工就代表一個線程，他們在一起共同協(xié)作，完成一條流水線上的任務(wù)。
所以，「進程與線程的關(guān)系是包含關(guān)系，一個進程中至少有一個線程，或者多個線程，一個線程只能歸屬于一個進程中」。就好比一個車間中可以有多個流水線，一條流水線上有多個功能開工，在組長安排下工人只能在一條流水線上工作。
當(dāng)然，進程中的所有線程共享這該進程的所有資源，比如：內(nèi)存空間，每個線程都可以使用這個內(nèi)存空間。就好比車間中的空間都是各條流水線共享的。
不同的空間若能容納的工人也不一樣，就好比廁所一次只能一個人進廁所，當(dāng)后面來的人，注意到廁所門已經(jīng)關(guān)閉，就知道里面有人，就只能等候前一個人用完，他才能用。
廁所里面的人，為了防止他人再次進入廁所，就會把廁所鎖住，這就是「互斥鎖（Mutual exclusion，縮寫 Mutex）」，這就意味著在進程中的某一些空間一次只能由一條線程使用。
有些空間就會比較大，一次可以供多個人使用，比如：休息室，休息室的座位都是有限的，一次只能供20的座位休息，其余的人就坐不下了。
用于標(biāo)識這個空間僅給20個人使用的辦法就是給每個座位打一個編號1-20，每進去一個人就給這個人發(fā)一個作為編號，當(dāng)編號用完了，表示這個空間已經(jīng)滿了。
當(dāng)有人出來了就會把編號還給看守的那個人，便是又有空間可以使用了，這個做法就是「信號量」，這樣保證了每個人都有自己的座位，即保證多線程不會相互沖突。
「那為什么有進程還要多線程呢？」 每個進程都有自己獨自的代碼和數(shù)據(jù)空間，即為「程序的上下文」，進程包含多個線程，進程的切換消耗要大于線程的切換消耗。
線程可以看作是輕量級的進程，每個線程也有自己的「運行?！?/strong>和「程序計數(shù)器（PC）」、以及「線程的本地存儲」，所以對于進程數(shù)比較多的，頻繁的切換進程將會帶來一大筆的開銷，反而線程的切換開銷小。
進程是一個「動態(tài)」的概念，進程包含下面的五種狀態(tài)：「初始態(tài)，執(zhí)行態(tài)，等待狀態(tài)，就緒狀態(tài)，終止?fàn)顟B(tài)」。
線程中的狀態(tài)也是包含下面的五種：「新建（NEW）、可運行（Runnable）、運行（Running）、阻塞(BLOCKED)、死亡(DEAD)」。
那么進程之間是怎么交互的呢？在進程之間的通信包括「管道、系統(tǒng)IPC(包括消息隊列,信號量,共享存儲), SOCKET?！?/strong>
管道的方式由包括以下三種方式：
-
「普通管道」 PIPE：通常會有限制，可能是半雙工方式，或者是只能在子父進程中使用。 -
「流管道」 s_pipe：可以使用雙向傳輸。 -
「命名管道」 name_pipe：它允許可以在不相關(guān)的進程之中使用。
線程之間的通信在JMM模型中是通過共享內(nèi)存來實現(xiàn)的，例如：線程一要和線程二通信，線程一先把自己的變量副本寫入主內(nèi)存中，然后線程二再從主內(nèi)存中讀取該變量，復(fù)制到自己的線程空間中進行操作，線程都不能直接操作主內(nèi)存。
為了保證多線程之間的數(shù)據(jù)一致性的問題，可以使用鎖機制，實現(xiàn)線程之間的操作的同步、有序。例如：「synchronized鎖、Lock鎖、Atomic原子類」。
單線程時代，一次只能執(zhí)行一個任務(wù)，后面的任務(wù)只能排隊等候，實現(xiàn)的方式都是串行化的，隨著后續(xù)的發(fā)展為了提高效率，實現(xiàn)了多線程。
單CPU的多線程方式，實現(xiàn)的是并發(fā)方式，并發(fā)真正意義上的并行，因為CPU一次只能執(zhí)行一次任務(wù)，但是，CPU的執(zhí)行速度遠快于線程的執(zhí)行速度，為了充分利用CPU，因此實現(xiàn)并發(fā)的多線程方式。
多CPU時代的來領(lǐng)，實現(xiàn)真正意義上的并行多線程，同一時刻可以由多個線程的執(zhí)行。
最后總結(jié)：「操作系統(tǒng)中是以多進程的形式執(zhí)行，以多線程的方式執(zhí)行，允許講單個任務(wù)由多個部分執(zhí)行，并且在多線程之間能夠提供協(xié)調(diào)機制，允許進程之間、線程之間有共享的部分，又能夠保證進程之間、線程之間不會相互影響」。
特別推薦一個分享架構(gòu)+算法的優(yōu)質(zhì)內(nèi)容，還沒關(guān)注的小伙伴，可以長按關(guān)注一下：
長按訂閱更多精彩▼
如有收獲，點個在看，誠摯感謝
免責(zé)聲明：本文內(nèi)容由21ic獲得授權(quán)后發(fā)布，版權(quán)歸原作者所有，本平臺僅提供信息存儲服務(wù)。文章僅代表作者個人觀點，不代表本平臺立場，如有問題，請聯(lián)系我們，謝謝！
下載文檔
