1、线程和进程

了解计算机的朋友相信对于线程和进程都比较了解,总的来说它们就像是孪生兄弟一样,让我们分不清哪个是干什么用的。其实它们各自有各自的定义,在计算机运行上,它们也是有各自的区别的。那么线程和进程的区别究竟在哪里呢?下面就让小编来仔细的讲解一下。

  总的来说线程就可以当做是进程里面的执行的单元,同时它也是这个进程里面的一个能够调度的实体。首先来说进程和线程两个全是基本单元,完全是为了操作系统运行程序而存在的。该类系统为了要实现应用程序的并发性处理,就必须要运用该基本单元。因此它们之间有相似处也有区别。线程和进程的区别可以表现为以下的几个因素:

  线程和进程的区别一

  简单地讲,任何的一个程序都必须有且有一个以上的进程,而相对于一个进程而言也必须要有且有一个以上的线程。相对于进程而言,对线程进行划分的尺度一般要小很多,这就导致了多线程的一些程序能够出现更高的并发性。

  线程和进程的区别二

  在执行进程的时候,一般会具有相互独立的多个内存单元。但是多个线程是可以共享内存的,这样运行效率就很大的程度上被提高了。相对于单个的独立线程而言都会有相应程序的运行入口以及一些程序等出口。线程就不一样了,它不能独立的去执行而必须要依附在相应的应用程序里面。这样的话应用程序就可以执行多个线程并进行相应的控制。

  线程和进程的区别三

  通过了解逻辑角度我们可以得知,多线程这样的意义是相对于在一个应用程序里面的,能够同时的执行。而操作系统不会认为多个线程就是多个独立应用,因此也就不会使其调度以及管理实现资源的分配。

  简单地讲线程就是运行活动的集合,它是所有独立功能程序集中于一点的数据集合,进程是独立的单位,它是由系统来进行分配资源以及调度的。

  换句话说线程可以是进程的实体,也就是CPU调度以及分派的一个很小的体系,可以说它要比进程小很多的基本单位。线程不具备任何的系统资源,它在同样一个进程里面与其他线程共享全部资源。其中一个线程既能够创建也可以撤销其他的线程。同样的,它们之间也能够并发的执行。

2、线程状态

线程在一定条件下,状态会发生变化。线程一共有以下几种状态:

1、新建状态(New):新创建了一个线程对象。

2、就绪状态(Runnable):线程对象创建后,其他线程调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于“可运行线程池”中,变得可运行,只等待获取CPU的使用权,

   即在就绪状态的进程除CPU之外,其它的运行所需资源都已全部获得。

3、运行状态(Running):就绪状态的线程获取了CPU,执行程序代码。

4、阻塞状态(Blocked):阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权,暂时停止运行。直到线程进入就绪状态,才有机会转到运行状态。

   阻塞的情况分三种:

①.等待阻塞:运行的线程执行wait()方法,该线程会释放占用的所有资源,JVM会把该线程放入“等待池”中。进入这个状态后,是不能自动唤醒的,

   必须依靠其他线程调用notify()或notifyAll()方法才能被唤醒,

②.同步阻塞:运行的线程在获取对象的同步锁时,若该同步锁被别的线程占用,则JVM会把该线程放入“锁池”中。

③.其他阻塞:运行的线程执行sleep()或join()方法,或者发出了I/O请求时,JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时,

   或者I/O处理完毕时,线程重新转入就绪状态。

5、死亡状态(Dead):线程执行完了或者因异常退出了run()方法,该线程结束生命周期。

   线程变化的状态转换图如下:

java 线程的区别 进程 java线程和进程的区别_java

PS:拿到对象的锁标记,即为获得了对该对象(临界区)的使用权限。即该线程获得了运行所需的资源,进入“就绪状态”,只需获得CPU,就可以运行。

    因为当调用wait()后,线程会释放掉它所占有的“锁标志”,所以线程只有在此获取资源才能进入就绪状态。

下面作下解释: 

①.线程的实现有两种方式,一是继承Thread类,二是实现Runnable接口,但不管怎样,  当我们new了这个对象后,线程就进入了初始状态; 

②.当该对象调用了start()方法,就进入就绪状态; 

③.进入就绪后,当该对象被操作系统选中,获得CPU时间片就会进入运行状态; 

④.进入运行状态后情况就比较复杂;

   (1)run()方法或main()方法结束后,线程就进入终止状态; 

   (2)当线程调用了自身的sleep()方法或其他线程的join()方法,进程让出CPU,然后就会进入阻塞状态(该状态既停止当前线程,但并不释放所占有的资源,

       即调用sleep()函数后,线程不会释放它的“锁标志”。)。当sleep()结束或join()结束后,该线程进入可运行状态,继续等待OS分配CPU时间片;

       典型地,sleep()被用在等待某个资源就绪的情形;测试发现条件不满足后,让线程阻塞一段时间后重新测试,直到条件满足为止。

   (3)线程调用了yield()方法,意思是放弃当前获得的CPU时间片,回到就绪状态,这时与其他进程处于同等竞争状态,OS有可能会接着又让这个进程进入运行状态;

       调用 yield() 的效果等价于调度程序认为该线程已执行了足够的时间片从而需要转到另一个线程。yield()只是使当前线程重新回到可执行状态,

       所以执行yield()的线程有可能在进入到可执行状态后马上又被执行。

   (4)当线程刚进入可运行状态(注意,还没运行),发现将要调用的资源被synchroniza(同步),获取不到锁标记,将会立即进入锁池状态,等待获取锁标记

      (这时的锁池里也许已经有了其他线程在等待获取锁标记,这时它们处于队列状态,既先到先得),一旦线程获得锁标记后,就转入就绪状态,等待OS分配CPU时间片。

   (5)suspend() 和 resume()方法:两个方法配套使用,suspend()使得线程进入阻塞状态,并且不会自动恢复,必须其对应的resume()被调用,才能使得线程重新进入可执行状态。

       典型地,suspend()和 resume() 被用在等待另一个线程产生的结果的情形:测试发现结果还没有产生后,让线程阻塞,另一个线程产生了结果后,调用resume()使其恢复。 

   (6)wait()和 notify() 方法:当线程调用wait()方法后会进入等待队列(进入这个状态会释放所占有的所有资源,与阻塞状态不同),进入这个状态后,是不能自动唤醒的,

       必须依靠其他线程调用notify()或notifyAll()方法才能被唤醒(由于notify()只是唤醒一个线程,但我们由不能确定具体唤醒的是哪一个线程,也许我们需要唤醒的线程不能够被唤醒,

       因此在实际使用时,一般都用notifyAll()方法,唤醒有所线程),线程被唤醒后会进入锁池,等待获取锁标记。 

       wait() 使得线程进入阻塞状态,它有两种形式:

       一种允许指定以ms为单位的时间作为参数,另一种没有参数。前者当对应的notify()被调用或超出指定时间时线程重新进入可执行状态即就绪状态,后者则必须对应的notify()被调用。

       当调用wait()后,线程会释放掉它所占有的“锁标志”,从而使线程所在对象中的其它synchronized数据可被别的线程使用。

       waite()和notify()因为会对对象的“锁标志”进行操作,所以它们必须在synchronized函数或synchronizedblock中进行调用。

       如果在non-synchronized函数或non-synchronizedblock中进行调用,虽然能编译通过,但在运行时会发生IllegalMonitorStateException的异常。 

3、并行和并发

在讲解并发概念时,总会涉及另外一个概念并行。下面让我们来了解并发和并行之间的区别。

  • 并发(concurrency):把任务在不同的时间点交给处理器进行处理。在同一时间点,任务并不会同时运行。
  • 并行(parallelism):把每一个任务分配给每一个处理器独立完成。在同一时间点,任务一定是同时运行。

并发不是并行。并行是让不同的代码片段同时在不同的物理处理器上执行。并行的关键是同时做很多事情,而并发是指同时管理很多事情,这些事情可能只做了一半就被暂停去做别的事情了。

在很多情况下,并发的效果比并行好,因为操作系统和硬件的总资源一般很少,但能支持系统同时做很多事情。这种“使用较少的资源做更多的事情”的哲学,也是指导 Go语言设计的哲学。

如果希望让 goroutine 并行,必须使用多于一个逻辑处理器。当有多个逻辑处理器时,调度器会将 goroutine 平等分配到每个逻辑处理器上。这会让 goroutine 在不同的线程上运行。不过要想真的实现并行的效果,用户需要让自己的程序运行在有多个物理处理器的机器上。否则,哪怕 Go语言运行时使用多个线程,goroutine 依然会在同一个物理处理器上并发运行,达不到并行的效果。

下图展示了在一个逻辑处理器上并发运行 goroutine 和在两个逻辑处理器上并行运行两个并发的 goroutine 之间的区别。调度器包含一些聪明的算法,这些算法会随着 Go语言的发布被更新和改进,所以不推荐盲目修改语言运行时对逻辑处理器的默认设置。如果真的认为修改逻辑处理器的数量可以改进性能,也可以对语言运行时的参数进行细微调整。
 

java 线程的区别 进程 java线程和进程的区别_就绪状态_02

4、同步和异步

一:同步与异步
同步:同步是指一个进程在执行某个请求的时候,如果该请求需要一段时间才能返回信息,那么这个进程会一直等待下去,直到收到返回信息才继续执行下去。

异步:异步是指进程不需要一直等待下去,而是继续执行下面的操作,不管其他进程的状态,当有信息返回的时候会通知进程进行处理,这样就可以提高执行的效率了,即异步是我们发出的一个请求,该请求会在后台自动发出并获取数据,然后对数据进行处理,在此过程中,我们可以继续做其他操作,不管它怎么发出请求,不关心它怎么处理数据。

以上总结起来,通俗地讲,也就是说,同步需要按部就班地走完一整个流程,完成一整个动作,打个比方:同步的时候,你在写程序,然后你妈妈叫你马上拖地,你就必须停止写程序然后拖地,没法同时进行。而异步则不需要按部就班,可以在等待那个动作的时候同时做别的动作,打个比方:你在写程序,然后你妈妈让你马上拖地,而这时你就贿赂你弟弟帮你拖地,于是结果同样是拖好地,你可以继续敲你的代码而不用管地是怎么拖的哈哈。

二:同步与异步适用的场景
就算是ajax去局部请求数据,也不一定都是适合使用异步的,比如应用程序往下执行时以来从服务器请求的数据,那么必须等这个数据返回才行,这时必须使用同步。而发送邮件的时候,采用异步发送就可以了,因为不论花了多长时间,对方能收到就好。总结得来说,就是看需要的请求的数据是否是程序继续执行必须依赖的数据