第一章：多线程一、进程与线程

一、进程

在计算机中，CPU是核心的硬件资源，承担了所有的计算任务；内存资源承担了运行时数据的保存任务；外存资源（硬盘等）承担了数据外部永久存储的任务。其中，计算任务的调度、资源的分配由操作系统来统领。应用程序以进程的形式运行于操作系统之上，享受操作系统提供的服务

一般来说，一个进程由程序段、数据段和进程控制块三部分组成

 

 程序段一般也被称为代码段。代码段是进程的程序指令在内存中的位置，包含需要执行的指令集合；数据段是进程的操作数据在内存中的位置，包含需要操作的数据集合；程序控制块（Program Control Block，PCB）包含进程的描述信息和控制信息，是进程存在的唯一标志。

Java编写的程序都运行在Java虚拟机（JVM）中，每当使用Java命令启动一个Java应用程序时，就会启动一个JVM进程。在这个JVM进程内部，所有Java程序代码都是以线程来运行的。JVM找到程序的入口点main()方法，然后运行main()方法，这样就产生了一个线程，这个线程被称为主线程。当main()方法结束后，主线程运行完成，JVM进程也随即退出。

二、线程

线程是指“进程代码段”的一次顺序执行流程。线程是CPU调度的最小单位。一个进程可以有一个或多个线程，各个线程之间共享进程的内存空间、系统资源，进程仍然是操作系统资源分配的最小单位。

Java程序的进程执行过程就是标准的多线程的执行过程。每当使用Java命令执行一个class类时，实际上就是启动了一个JVM进程。理论上，在该进程的内部至少会启动两个线程，一个是main线程，另一个是GC（垃圾回收）线程。

一个标准的线程主要由三部分组成，即线程描述信息、程序计数器（Program Counter，PC）和栈内存

 

在线程的结构中，线程描述信息即线程的基本信息，主要包括：（1）线程ID（Thread ID，线程标识符）。线程的唯一标识，同一个进程内不同线程的ID不会重叠。（2）线程名称。主要是方便用户识别，用户可以指定线程的名字，如果没有指定，系统就会自动分配一个名称。（3）线程优先级。表示线程调度的优先级，优先级越高，获得CPU的执行机会就越大。（4）线程状态。表示当前线程的执行状态，为新建、就绪、运行、阻塞、结束等状态中的一种。（5）其他。例如是否为守护线程等。在线程的结构中，程序计数器很重要，它记录着线程下一条指令的代码段内存地址。在线程的结构中，栈内存是代码段中局部变量的存储空间，为线程所独立拥有，在线程之间不共享。

 

三、进程与线程的区别

 （1）线程是“进程代码段”的一次顺序执行流程。一个进程由一个或多个线程组成，一个进程至少有一个线程。

（2）线程是CPU调度的最小单位，进程是操作系统分配资源的最小单位。线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性高。

（3）线程是出于高并发的调度诉求从进程内部演进而来的。线程的出现既充分发挥了CPU的计算性能，又弥补了进程调度过于笨重的问题。

（4）进程之间是相互独立的，但进程内部的各个线程之间并不完全独立。各个线程之间共享进程的方法区内存、堆内存、系统资源（文件句柄、系统信号等）。

（5）切换速度不同：线程上下文切换比进程上下文切换要快得多。所以，有的时候，线程也称为轻量级进程。