一篇文章帮你搞懂什么是java的进程和线程

目录
  • 为什么会有进程
  • 进程的概念
  • 进程的特征
  • 线程
  • 线程的结构
  • 进程之中创建线程的优点
  • 进程和线程的区别
  • 进程和线程之间的关系
  • 总结

为什么会有进程

在简单的批处理操作系统中，作业时串行执行的，即一个作业一旦开始执行，它就会计算机系统的所有资源，直到运行结束之后，下一个作业才可以继续执行。

在多道程序设计批处理的系统中，多个作业可以被载入内存，从宏观上看，多个作业并行执行，他们共享处理器、内存等计算机资源。

在分时系统中，为支持多用户交互，处理器在时间维度上被划为若干间隙，在每一时间间隙，一个用户完全占有计算器资源。由于时间间隙很短，在宏观上看，计算机任可以同时为多个用户服务、提高计算机与用户交互的效率。
程序或作业的并发执行是现代操作系统的一个基本特征。并发执行的程序必要满足以下几个特征才能称为真正意义上的并发执行：

资源共享的需求、相互隔离的要求、通信和同步的要求

要实现多个程序的并发执行，它们必需能够共享处理器、内存以及I/O设备等计算机资源。

尽管多个程序并发执行，但在逻辑上各个程序应当是相互独立的，即一个程序的执行结果不受其它程序执行的影响。

有时候，程序之间不完全是相互隔离的，而是存在依赖关系的，即需要进行通信和同步。

所以要实现真正意义上的并发，单纯的依靠处理器的指令循环是远远不够的。

进程的概念

进程是对一个计算任务的抽象和封装，使每个计算任务更好地实现隔离性、资源共享性和同步的需求。

进程的说法有很多、可以这样理解进程的概念：

1.进程是计算机程序在处理器上执行时所发生的活动，即进程时程序的一次执行活动

2.进程是对一次计算任务的封装和抽象、它是一个由执行流、一个数据集、和相关的系统的资源组成的一个活动单元。

3.进程是程序执行的一次实例，是动态的概念、而程序本质上是一个规则（是一个二进制串、也就是机器指令）、通常以文件的形式存在、是静态的概念、一个计算机可以同时运行一个程序的多个进程。

4.进程之间共享计算机资源、并在逻辑上相互独立、或者通过同步机制相互的协调，共同的完成一项计算任务。

进程的特征

进程是由多程序的并发执行而引出的，它和程序是两个截然不同的概念。进程的基本特征是对比单个程序的顺序执行提出的，也是对进程管理提出的基本要求。

动态性：进程是程序的一次执行，它有着创建、活动、暂停、终止等过程，具有一定的生命周期，是动态地产生、变化和消亡的。动态性是进程最基本的特征。

并发性：指多个进程实体，同存于内存中，能在一段时间内同时运行，并发性是进程的重要特征，同时也是操作系统的重要特征。引入进程的目的就是为了使程序能与其他进程的程序并发执行，以提高资源利用率。

独立性：指进程实体是一个能独立运行、独立获得资源和独立接受调度的基本单位。凡未建立PCB的程序都不能作为一个独立的单位参与运行。

异步性：由于进程的相互制约，使进程具有执行的间断性，即进程按各自独立的、 不可预知的速度向前推进。异步性会导致执行结果的不可再现性，为此，在操作系统中必须配置相应的进程同步机制。

结构性：每个进程都配置一个PCB对其进行描述。从结构上看，进程实体是由程序段、数据段和进程控制段三部分组成的。

线程

是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。

线程的结构

线程控制块：与进程控制块类似，包含了描述线程属性的信息，如线程ID、线程的栈指针、程序计数器、条件码和通用寄存器的值等，以及线程的执行状态（运行、就绪等）。

线程执行栈：保存一个线程执行过程中的活动记录，包括用户栈和内核栈。其中用户栈用于保存过程调用的活动记录，内核栈用于保存系统调用的活动记录。执行栈对于每个线程来说都是私有的，因此不同线程的执行流不会发生相互干扰。

线程局部存储（TLS，Thread Local Storage）：是某些操作系统为线程单独提供的私有空间，用于存储每个线程私有的全局变量，即一个线程内部的各个过程调用都能访问、但其他线程不能访问的变量。

进程之中创建线程的优点

在一个进程之中创建线程的优点：

1.在一个已有的进程之中创建一个线程比创建一个新的进程所需的开销时间要少许多、Mach开发者的研究表明、创建一个线程比创建一个进程快10倍。

2.终止一个线程比终止一个进程所花费的时间要少

3.同一个进程内线程之间的切换所花费的时间要比进程之间切换所花费的时间要少

4.线程提高了程序之间的通信效率、在大多数的操作系统中、独立的进程之间的通信需要内核的介入、但是同一个进程之中的线程共享内存和文件、同一个进程之中的线程之间的通信不需要内核的介入。

进程和线程的区别

地址空间：

线程共享本进程的地址空间，而进程之间是独立的地址空间。

资源：

线程共享本进程的资源如内存、I/O、cpu等，不利于资源的管理和保护，而进程之间的资源是独立的，能很好的进行资源管理和保护。

健壮性：

多进程要比多线程健壮，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其他进程产生影响，但是一个线程崩溃整个进程都死掉。

执行过程：

每个独立的进程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序入口，执行开销大。

线程不能独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制，执行开销小。

可并发性：

两者均可并发执行。

切换时：

进程切换时，消耗的资源大，效率高。所以涉及到频繁的切换时，使用线程要好于进程。同样如果要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程不能用进程。

线程是处理器调度的最小单位，但是进程时操作系统资源分配的最小单位。

进程和线程之间的关系

线程：进程 描述 示例系统
1：1 一个进程中只有一个线程 比如UNIX
M:1 可以在一个进程之中创建多个的线程、这些线程共享进程用户的地址空间 Windows NT、Linux、MACH、Solaris
1:M 一个线程可以从一个进程环境迁移到另一个进程环境中 RS、Emerald
M:N 也就是结合了M:1和1:M的情况 TRIX

总结

本篇文章就到这里了，希望能给你带来帮助，也希望您能够多多关注我们的更多内容！

赞 (0)

相关推荐

  • java中进程与线程_三种实现方式总结(必看篇)

    java中进程与线程_三种实现方式总结(必看篇)

    一:进程与线程 概述:几乎任何的操作系统都支持运行多个任务,通常一个任务就是一个程序,而一个程序就是一个进程.当一个进程运行时,内部可能包括多个顺序执行流,每个顺序执行流就是一个线程. 进程:进程是指处于运行过程中的程序,并且具有一定的独立功能.进程是系统进行资源分配和调度的一个单位.当程序进入内存运行时,即为进程. 进程的三个特点: 1:独立性:进程是系统中独立存在的实体,它可以独立拥有资源,每一个进程都有自己独立的地址空间,没有进程本身的运行,用户进程不可以直接访问其他进程的地址空间. 2:

  • 详谈java线程与线程、进程与进程间通信

    线程与线程间通信 一.基本概念以及线程与进程之间的区别联系: 关于进程和线程,首先从定义上理解就有所不同 1.进程是什么? 是具有一定独立功能的程序.它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位,重点在系统调度和单独的单位,也就是说进程是可以独 立运行的一段程序. 2.线程又是什么? 线程进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,他是比进程更小的能独立运行的基本单位,线程自己基本上不拥有系统资源. 在运行时,只是暂用一些计数器.寄存器和栈 . 他们之间的关系 1.一个线程只能属于一个进程,而一个

  • 简述Java中进程与线程的关系_动力节点Java学院整理

    简述Java中进程与线程的关系_动力节点Java学院整理

    概述 进程与线程,本质意义上说, 是操作系统的调度单位,可以看成是一种操作系统 "资源" .Java 作为与平台无关的编程语言,必然会对底层(操作系统)提供的功能进行进一步的封装,以平台无关的编程接口供程序员使用,进程与线程作为操作系统核心概念的一部分无疑亦是如此.在 Java 语言中,对进程和线程的封装,分别提供了 Process 和 Thread 相关的一些类.本文首先简单的介绍如何使用这些类来创建进程和线程,然后着重介绍这些类是如何和操作系统本地进程线程相对应的,给出了 Java

  • java多线程之线程,进程和Synchronized概念初解

    java多线程之线程,进程和Synchronized概念初解

    一.进程与线程的概念 (1)在传统的操作系统中,程序并不能独立运行,作为资源分配和独立运行的基本单位都是进程. 在未配置 OS 的系统中,程序的执行方式是顺序执行,即必须在一个程序执行完后,才允许另一个程序执行:在多道程序环境下,则允许多个程序并发执行.程序的这两种执行方式间有着显著的不同.也正是程序并发执行时的这种特征,才导致了在操作系统中引入进程的概念. 自从在 20 世纪 60 年代人们提出了进程的概念后,在 OS 中一直都是以进程作为能拥有资源和独立运行的基本单位的.直到 20 世纪 8

  • java 线程详解及线程与进程的区别

    java 线程详解及线程与进程的区别

    java  线程详解及线程与进程的区别 1.进程与线程 每个进程都独享一块内存空间,一个应用程序可以同时启动多个进程.比如IE浏览器,打开一个Ie浏览器就相当于启动了一个进程. 线程指进程中的一个执行流程,一个进程可以包含多个线程. 每个进程都需要操作系统为其分配独立的内存空间,而同一个进程中的多个线程共享这块空间,即共享内存等资源. 每次调用java.exe的时候,操作系统都会启动一个Java虚拟机进程,当启动Java虚拟机进程时候,Java虚拟机都会创建一个主线程,该线程会从程序入口main

  • 一篇文章帮你搞懂什么是java的进程和线程

    一篇文章帮你搞懂什么是java的进程和线程

    目录 为什么会有进程 进程的概念 进程的特征 线程 线程的结构 进程之中创建线程的优点 进程和线程的区别 进程和线程之间的关系 总结 为什么会有进程 在简单的批处理操作系统中,作业时串行执行的,即一个作业一旦开始执行,它就会计算机系统的所有资源,直到运行结束之后,下一个作业才可以继续执行. 在多道程序设计批处理的系统中,多个作业可以被载入内存,从宏观上看,多个作业并行执行,他们共享处理器.内存等计算机资源. 在分时系统中,为支持多用户交互,处理器在时间维度上被划为若干间隙,在每一时间间隙,一个用

  • 一篇文章让你搞懂JavaScript 原型和原型链

    一篇文章让你搞懂JavaScript 原型和原型链

    本文由葡萄城技术团队原创并首发 转载请注明出处:葡萄城官网 与多数面向对象的开发语言有所不同,虽然JavaScript没有引入类似类的概念(ES6已经引入了class语法糖),但它仍然能够大量的使用对象,那么如何将所有对象联系起来就成了问题.于是就有了本文中我们要讲到的原型和原型链的概念. 原型和原型链作为深入学习JavaScript最重要的概念之一,如果掌握它了后,弄清楚例如:JavaScript的继承,new关键字的原来.封装及优化等概念将变得不在话下,那么下面我们开始关于原型和原型链的介绍

  • 一篇文章带你搞懂Python类的相关知识

    一篇文章带你搞懂Python类的相关知识

    一.什么是类 类(class),作为代码的父亲,可以说它包裹了很多有趣的函数和方法以及变量,下面我们试着简单创建一个吧. 这样就算创建了我们的第一个类了.大家可以看到这里面有一个self,其实它指的就是类aa的实例.每个类中的函数只要你不是类函数或者静态函数你都得加上这个self,当然你也可以用其他的代替这个self,只不过这是python中的写法,就好比Java 中的this. 二.类的方法 1.静态方法,类方法,普通方法 类一般常用有三种方法,即为static method(静态方法),cl

  • 一篇文章带你搞懂Java线程池实现原理

    一篇文章带你搞懂Java线程池实现原理

    目录 1. 为什么要使用线程池 2. 线程池的使用 3. 线程池核心参数 4. 线程池工作原理 5. 线程池源码剖析 5.1 线程池的属性 5.2 线程池状态 5.3 execute源码 5.4 worker源码 5.5 runWorker源码 1. 为什么要使用线程池 使用线程池通常由以下两个原因: 频繁创建销毁线程需要消耗系统资源,使用线程池可以复用线程. 使用线程池可以更容易管理线程,线程池可以动态管理线程个数.具有阻塞队列.定时周期执行任务.环境隔离等. 2. 线程池的使用 /** *

  • 一篇文章带你搞懂Vue虚拟Dom与diff算法

    前言 使用过Vue和React的小伙伴肯定对虚拟Dom和diff算法很熟悉,它扮演着很重要的角色.由于小编接触Vue比较多,React只是浅学,所以本篇主要针对Vue来展开介绍,带你一步一步搞懂它. 虚拟DOM 什么是虚拟DOM? 虚拟DOM(Virtual   Dom),也就是我们常说的虚拟节点,是用JS对象来模拟真实DOM中的节点,该对象包含了真实DOM的结构及其属性,用于对比虚拟DOM和真实DOM的差异,从而进行局部渲染来达到优化性能的目的. 真实的元素节点: <div id="wr

  • 一篇文章带你搞懂JavaScript的变量与数据类型

    一篇文章带你搞懂JavaScript的变量与数据类型

    目录 前言: 温馨提示: 变量 1.声明 2.赋值 3.二个语法小细节 变量的命名规范 为什么需要数据类型? 简单数据类型(基本数据类型) 数字型 字符串型 String 什么是数据类型的转换 1.转换为字符串 2.转换为数字型(重点) 转化为布尔型 总结 前言: 我不是搞前端,而是搞后端的.本命编程语言是java.学习js的嘛,因为看到室友能做出动态网页,而我只能做出静态网页,再加上下个学期要学所以提前来学习学习. 温馨提示: java和javsScript没有半毛钱关系,只是javaScri

  • 一篇文章带你搞懂Java restful 接口开发

    一篇文章带你搞懂Java restful 接口开发

    目录 1.RESTful 简介 a>资源 b>资源的表述 c>状态转移 2.RESTful 的实现 3.HiddenHttpMethodFilter 4.RESTful 案例 4.1.需求 4.2.git 代码位置 4.3.UserController 4.4.添加 HiddenHttpMethodFilter 4.5.测试效果 总结 1.RESTful 简介 REST:Representational State Transfer,表现层资源状态转移. a>资源 资源是一种看待服

  • 一篇文章带你搞懂VUE基础知识

    一篇文章带你搞懂VUE基础知识

    目录 VUE是什么 Vue中的核心插件 Vue Router Vuex axios element-ui Vue前端整体架构 总结 VUE是什么 Vue (读音 /vjuː/,类似于 view) 是一套用于构建用户界面的渐进式框架.与其它大型框架不同的是,Vue 被设计为可以自底向上逐层应用.Vue 的核心库只关注视图层,不仅易于上手,还便于与第三方库或既有项目整合.另一方面,当与现代化的工具链以及各种支持类库结合使用时,Vue 也完全能够为复杂的单页应用提供驱动. Vue使用了双向数据绑定,即

  • 一篇文章带你搞懂Go语言标准库Time

    目录 前言 时间类型 时间戳 时间间隔 操作时间 Add Sub Equal Before After 定时器 时间格式化 解析字符串格式的时间 总结 前言 在编程过程中,我们经常会用到与时间和日期相关的各种需求,下面来介绍 Go 语言中有关时间的一些基本用法. 时间类型 time.Time 类型表示时间.可以通过 time.Now() 函数获取当前的时间对象,然后获取时间对象的年月日时分秒等信息. 示例代码如下: func main() { now := time.Now() //获取当前时间

  • 一篇文章带你搞定SpringBoot中的热部署devtools方法

    一.前期配置 创建项目时,需要加入 DevTools 依赖 二.测试使用 (1)建立 HelloController @RestController public class HelloController { @GetMapping("/hello") public String hello(){ return "hello devtools"; } } 对其进行修改:然后不用重新运行,重新构建即可:只加载变化的类 三.热部署的原理 Spring Boot 中热部

随机推荐