【多线程 - 01、概述】

进程

几乎所有的操作系统都支持进程概念，进程是处于运行过程中的程序，进程是操作系统中进行资源分配的基本单位。

三个基本特征

• 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。而对于未建立任何进程的程序，都不能作为一个独立的单位来运行。没有进程本身的同意，其他进程是不能访问到该进程所有的地址空间。
• 动态性：进程与程序的区别在于，程序只是一个静态的指令集合，而进程是一个正在系统中活动的指令集合。在进程中加入了时间的概念。进程具有自己的生命周期和各种不同的状态，这些概念在程序中都是不具备的。
• 并发性：多个进程可以在单个处理器上并发执行。

并发性与并行性的区别

• 并行性：指在同一时刻，有多条指令在多个处理器上同时执行；
• 并发性：指在同一时刻只能有一条指令执行。但多个进程指令被快速轮换执行，使得宏观上具有多个进程同时执行的效果。

进程的状态

线程

• 线程则扩展了进程的概念，使得同一个进程可以同时并发出多个任务
• 线程是进程的执行单元，是进程的组成部分，一个进程可以拥有多个线程，每个线程必须有一个父进程。
• 线程是独立运行的，并不知道进程中其他线程的存在。运行的线程被挂起时另外一个线程便可以运行，但是，一个线程可以创建和撤销另一个线程。
• 一个程序运行后至少有一个进程，一个进程里可以包含多个线程，但至少要包含一个线程
  操作系统可以执行多个任务，每个任务就是进程。一个进程又可以执行多个任务，其中每个任务就是线程

系统中的多线程模型

进程从操作系统获得基本的内存空间，所有的线程共享着进程的内存地址空间。当然，每个线程也会拥有自己私有的内存地址范围，其他线程不能访问。

由于所有的线程共享进程的内存地址空间，所以线程间的通信就容易的多，通过共享进程级全局变量即可实现。

同时，在没有引入多线程概念之前，所谓的『并发』是发生在进程之间的，每一次的进程上下文切换都将导致系统调度算法的运行，以及各种 CPU 上下文的信息保存，非常耗时。而线程级并发没有系统调度这一步骤，进程分配到 CPU 使用时间，并发给其内部的各个线程使用。

和进程的时间片切换雷同，当进程中的线程拥有的时间片结束时保存 CPU 及寄存器中的线程上下文并交出 CPU，完成一次线程间切换。当然，当进程的 CPU 时间使用结束时，所有的线程必然被阻塞。

多线程的优势

• 进程之间不能共享内存，但线程之间共享内存非常容易。
• 系统创建进程时需要为该进程重新分配系统资源，但创建线程则代价小很多，因此使用多线程来实现多个任务并发比多进程的效率高。
• java 语言内置了多线程功能支持，不是单纯地作为底层的调度方式，从而简化了 java 的多线程编程。