進(jìn)程和線程的區(qū)別

進(jìn)程和線程的由來(lái)

image.png

進(jìn)程是資源分配的最小單位，線程是CPU調(diào)度的最小單位

• 所有與進(jìn)程相關(guān)的資源，都被記錄在PCB中

• 進(jìn)程是搶占處理機(jī)的調(diào)度單位；線程屬于某個(gè)進(jìn)程，共享其資源

• 線程只有堆棧寄存器、程序計(jì)數(shù)器和TCB（線程控制表）組成

總結(jié)

• 線程不能看做獨(dú)立應(yīng)用，而進(jìn)程可看做獨(dú)立應(yīng)用

• 進(jìn)程有獨(dú)立的地址空間，互相不影響，線程只是進(jìn)程的不同執(zhí)行路徑

• 線程沒(méi)有獨(dú)立的地址空間，多進(jìn)程的程序比多線程的程序健壯

• 進(jìn)程的切換比線程的切換開(kāi)銷大

Java進(jìn)程和線程的關(guān)系

• Java對(duì)操作系統(tǒng)提供的功能進(jìn)行封裝，包括進(jìn)程和線程

• 運(yùn)行一個(gè)程序會(huì)產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)程，進(jìn)程包含至少一個(gè)線程

• 每個(gè)進(jìn)程對(duì)應(yīng)一個(gè)JVM實(shí)例，多個(gè)線程共享JVM里的堆

• Java采用單線程編程模型，程序會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建主線程

• 主線程可以創(chuàng)建子線程，原則上要后于子線程完成執(zhí)行

進(jìn)程間通信

• 管道：速度慢，容量有限，只有父子進(jìn)程能通訊

• FIFO：任何進(jìn)程間都能通訊，但速度慢

• 消息隊(duì)列：容量受到系統(tǒng)限制，且要注意第一次讀的時(shí)候，要考慮上一次沒(méi)有讀完數(shù)據(jù)的問(wèn)題

• 信號(hào)量：不能傳遞復(fù)雜消息，只能用來(lái)同步

• 共享內(nèi)存區(qū)：能夠很容易控制容量，速度快，但要保持同步，比如一個(gè)進(jìn)程在寫的時(shí)候，另一個(gè)進(jìn)程要注意讀寫的問(wèn)題，相當(dāng)于線程中的線程安全，當(dāng)然，共享內(nèi)存區(qū)同樣可以用作線程間通訊，不過(guò)沒(méi)這個(gè)必要，線程間本來(lái)就已經(jīng)共享了同一進(jìn)程內(nèi)的一塊內(nèi)存

Thread中的run和start的區(qū)別

• 調(diào)用start()方法會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的子線程并啟動(dòng)

• run()方法只是Thread的一個(gè)普通方法的調(diào)用

Thread和Runnable的關(guān)系

• Thread是實(shí)現(xiàn)了Runnable接口的類，使得run支持多線程

• 因類的單一繼承原則，推薦多使用Runnable接口

public class MyRunnable implements Runnable {

    private String name;

    public MyRunnable(String name){

        this.name = name;

    }

    @Override

    public void run() {

        for (int i = 0; i < 10; i++) {

            System.out.println("Thread start:" + this.name + ",i=" + i);

        }

    }

    public static void main(String[] args) {

        MyRunnable mr1 = new MyRunnable("Runnable1");

        MyRunnable mr2 = new MyRunnable("Runnable2");

        MyRunnable mr3 = new MyRunnable("Runnable3");

        Thread t1 = new Thread(mr1);

        Thread t2 = new Thread(mr2);

        Thread t3 = new Thread(mr3);

        t1.start();

        t2.start();

        t3.start();

    }

}

如何給run()方法傳參

• 構(gòu)造函數(shù)傳參

• 成員變量傳參

• 回調(diào)函數(shù)傳參

如何實(shí)現(xiàn)處理線程的返回值

• 主線程等待法

• 使用Thread類的join()阻塞當(dāng)前線程以等待子線程處理完畢

• 通過(guò)Callable接口實(shí)現(xiàn)：通過(guò)FutureTask或者線程池獲取

import java.util.concurrent.*;

/**

* @author lijiayin

*/

public class MyCallable implements Callable<String> {

    @Override

    public String call() throws Exception {

        String value = "test";

        System.out.println("Ready to work");

        Thread.sleep(5000);

        System.out.println("Work finish");

        return value;

    }

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {

        FutureTask<MyCallable> futureTask = new FutureTask(new MyCallable());

        new Thread(futureTask).start();

        if(!futureTask.isDone()){

            System.out.println("Work not finish");

        }

        System.out.println("return value : " + futureTask.get());

        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();

        Future<String> future = executorService.submit(new MyCallable());

        if(!future.isDone()){

            System.out.println("Work not finish");

        }

        try{

            System.out.println("return value : " + future.get());

        }catch (Exception e){

            e.printStackTrace();

        }finally {

            executorService.shutdown();

        }

    }

}

線程的狀態(tài)

• 新建(New)：創(chuàng)建后尚未啟動(dòng)的線程狀態(tài)

• 運(yùn)行(Runnable)：包含Running和Ready

  • 無(wú)限期等待(Waiting)：不會(huì)被分配CPU執(zhí)行時(shí)間，需要顯式被喚醒

  • 沒(méi)有設(shè)置Timeout參數(shù)的Object.wait()方法

  • 沒(méi)有設(shè)置Timeout參數(shù)的Thread.join()方法

  • LockSupport.park()方法

• 限期等待(Timed Waiting)：在一定時(shí)間后會(huì)由系統(tǒng)自動(dòng)喚醒

  • Thread.sleep()方法

  • 設(shè)置了Timeout參數(shù)的Object.wait()方法

  • 設(shè)置了Timeout參數(shù)的Thread.join()方法

  • LockSupport.parkNanos()方法

  • LockSupport.parkUntil()方法

• 阻塞(Blocked)：等待獲取排它鎖

• 結(jié)束(Terminated)：已終止線程的狀態(tài)，線程已經(jīng)結(jié)束執(zhí)行

sleep和wait的區(qū)別

基本的差別

• sleep是Thread類的方法，wait是Object類中定義的方法

• sleep()方法可以在任何地方使用

• wait()方法只能在synchronized方法或者synchronized塊中使用

最主要的本質(zhì)區(qū)別

• Thread.sleep只會(huì)讓出CPU，不會(huì)導(dǎo)致鎖行為的改變

• Object.wait不僅讓出CPU，還會(huì)釋放已經(jīng)占有的同步資源鎖

notify和notifyAll的區(qū)別

兩個(gè)概念

• 鎖池EntryList：假設(shè)線程A已經(jīng)擁有了某個(gè)對(duì)象（不是類）的鎖，而其它線程B、C想要調(diào)用這個(gè)對(duì)象的synchronized方法（或者塊），由于B、C線程在進(jìn)入對(duì)象的synchronized方法（或者塊）之前必須獲得該對(duì)象鎖的擁有權(quán)，而恰巧該對(duì)象的鎖目前正被線程A所占用，此時(shí)B、C線程就會(huì)被阻塞，進(jìn)入一個(gè)地方去等待鎖的釋放，這個(gè)地方便是該對(duì)象的鎖池。

• 等待池WaitSet：假設(shè)線程A調(diào)用了某個(gè)對(duì)象的wait()方法，線程A就會(huì)釋放該對(duì)象的鎖，同時(shí)線程A就進(jìn)入到了該對(duì)象的等待池中，進(jìn)入到等待池中的線程不會(huì)去競(jìng)爭(zhēng)該對(duì)象的鎖。

結(jié)論

• notifyAll會(huì)讓所有處于等待池的線程全部進(jìn)入鎖池去競(jìng)爭(zhēng)獲取鎖的機(jī)會(huì)。

• notify只會(huì)隨機(jī)選取一個(gè)處于等待池中的線程進(jìn)入鎖池去競(jìng)爭(zhēng)獲取鎖的機(jī)會(huì)。

yield

概念

當(dāng)調(diào)用Thread.yield()函數(shù)時(shí)，會(huì)給線程調(diào)度器一個(gè)當(dāng)前線程愿意讓出CPU使用的暗示，但是線程調(diào)度器可能會(huì)忽略這個(gè)暗示。

對(duì)鎖行為沒(méi)有影響。

interrupt函數(shù)

通知線程應(yīng)該中斷了

• 如果線程處于被阻塞狀態(tài)，那么線程將立即退出被阻塞狀態(tài)，并拋出一個(gè)InterruptedException異常

• 如果線程處于正常活動(dòng)狀態(tài)，那么會(huì)將該線程的中斷標(biāo)志設(shè)置為true。被設(shè)置中斷標(biāo)志的線程將繼續(xù)正常運(yùn)行，不受影響。

需要被調(diào)用的線程配合中斷

• 在正常運(yùn)行任務(wù)時(shí)，經(jīng)常檢查本線程的中斷標(biāo)志位，如果被設(shè)置了中斷就自行停止線程。

• 如果線程處于正?；顒?dòng)狀態(tài)，那么會(huì)將該線程的中斷標(biāo)志設(shè)置為true。被設(shè)置中斷標(biāo)志的線程將繼續(xù)正常運(yùn)行，不受影響。

image.png