Java高频面试之并发编程-02

hello啊，各位观众姥爷们！！！本baby今天来报道了！哈哈哈哈哈嗝🐶

面试官：进程和线程的区别是什么？

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1. 资源分配与独立性

• 进程：

  • 独立性：每个进程拥有独立的内存空间（堆、栈、数据段）和系统资源（文件句柄、网络连接）。
  • 资源分配：操作系统分配资源的最小单位，进程间互不干扰。
  • 类比：类似电脑上同时运行的多个独立应用（如浏览器和音乐播放器）。

• 线程：

  • 共享性：同一进程内的线程共享进程的内存和资源（如全局变量、文件描述符）。
  • 轻量化：线程仅独立拥有栈和寄存器，创建和切换成本低。
  • 类比：同一工厂内的多个工人协作完成生产任务。

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2. 切换开销

• 进程切换：

  • 需要切换内存空间、文件描述符等资源，涉及 内核态切换，开销大（通常微秒级）。
  • 例如：从浏览器切换到音乐播放器时，操作系统需更新页表、寄存器等。

• 线程切换：

  • 仅切换栈和寄存器，开销小（通常纳秒级）。
  • 例如：同一应用内的多个标签页切换任务。

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3. 通信方式

• 进程间通信（IPC）：

  • 复杂：需通过 管道、消息队列、共享内存、信号量、Socket 等机制。
  • 安全性：操作系统强制隔离，避免数据污染（如银行系统与支付系统独立运行）。

• 线程间通信：

  • 直接共享内存：通过全局变量或共享对象快速交互（如多线程更新同一缓存）。
  • 风险：需通过锁、CAS 等机制避免竞态条件（如 synchronized 关键字）。

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4. 稳定性与容错性

• 进程：

  • 高容错：一个进程崩溃不会影响其他进程（如 Chrome 标签页崩溃不影响 Word）。

• 线程：

  • 低容错：线程崩溃可能导致整个进程终止（如 Java 线程未捕获异常引发 JVM 退出）。

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5. 创建与销毁

• 进程：

  • 高成本：需分配独立内存、加载程序代码，耗时较长（如启动一个 Python 脚本）。
  • 例如：Linux 中通过 fork() 创建子进程。

• 线程：

  • 低成本：复用进程资源，创建速度快（如 Java 中 new Thread().start()）。

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扩展：协程（Coroutine）

• 定义：用户态的轻量级线程，由开发者显式调度（如 Kotlin 协程、Python 的 asyncio）。
• 优势：
  • 单线程内实现高并发（如处理 10 万网络连接）。
  • 无内核切换开销，性能更高。
• 对比：
  • 协程 vs 线程：协程切换不涉及内核，适合 IO 密集型任务；线程依赖内核调度，适合 CPU 密集型任务。

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总结对比表

维度	进程	线程
资源独立性	完全独立	共享进程资源
切换开销	高（内核态切换）	低（用户态切换）
通信方式	IPC 机制（管道、Socket 等）	共享内存（需同步控制）
容错性	高（独立崩溃）	低（影响整个进程）
创建成本	高（需分配独立资源）	低（复用进程资源）
典型应用	多任务操作系统、分布式系统	高并发服务（如 Web 服务器）

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应用建议：

• 选择进程：需高隔离性、稳定性（如金融系统模块）。
• 选择线程：需高效协作、资源共享（如实时数据处理）。
• 选择协程：需极致并发性能（如微服务网关、高频 IO 操作）。