玩转面试之进程和线程(1)

本文深入探讨了进程和线程的区别,包括它们的内存分配、执行开销和所处环境。线程作为轻量级进程,执行效率高但资源管理难度大,而进程则提供更好的资源保护。多线程应用在后台任务、高并发场景如Tomcat服务器中广泛使用,实现方式包括继承Thread类和实现Runnable接口。了解这些概念有助于提升程序的并发性能。

命题点1:进程和线程的区别


  • 根本区别:进程是操作系统资源分配的基本单位,而线程是任务调度和执行的基本单位

  • 在开销方面:每个进程都有独立的代码和数据空间(程序上下文),程序之间的切换会有较大的开销;线程可以看做轻量级的进程,同一类线程共享代码和数据空间,每个线程都有自己独立的运行栈和程序计数器(PC),线程之间切换的开销小。

  • 所处环境:在操作系统中能同时运行多个进程(程序);而在同一个进程(程序)中有多个线程同时执行(通过CPU调度,在每个时间片中只有一个线程执行)

  • 内存分配方面:系统在运行的时候会为每个进程分配不同的内存空间;而对线程而言,除了CPU外,系统不会为线程分配内存(线程所使用的资源来自其所属进程的资源),线程组之间只能共享资源。

  • 包含关系:没有线程的进程可以看做是单线程的,如果一个进程内有多个线程,则执行过程不是一条线的,而是多条线(线程)共同完成的;线程是进程的一部分,所以线程也被称为轻权进程或者轻量级进程。

也可以这样理解:进程就像打开微信 你和好友聊天算是一个线程 在微信上也可以听歌 算是另一个线程。

命题点2:多进程和多线程的区别

  • 本质区别:每个进程拥有自己的一整套变量而线程共享数据。这听起来似乎有些冒险,的确是这样。然而,共享变量使线程之间的通信比进程之间的通信更有效,更容易。创建、撤销一个线程要比启动一个新进程开销小。
  • 多进程:操作系统中同时运行的多个程序
  • 多线程:在同一个进程中同时运行的多个任务

命题点3:线程和进程的优缺点

  • 线程执行开销小,但是不利于资源的管理和保护。线程适合在SMP机器(双CPU系统)上运行。
  • 进程执行开销大,但是能够很好的进行资源管理和保护。进程可以跨机器前移。

命题点4:什么地方会用到多线程?

  • 后台线程:比如定期执行一些特殊任务,如定期更新配置文件,任务调度,一些监控用于定期信息采集等。
  • 最典型的应用比如tomcat,tomcat内部采用的就是多线程,上百个客户端访问同一个web应用,tomcat接入后都是把后续的处理扔给一个新的线程来处理,这个新的线程最后调用到我们的servlet程序,比如doGet或者doPost方法。还有就是需要异步处理的时候,需要使用多线程。
  • 特别耗时的操作,如备份数据库,可以开个线程执行备份,然后执行返回,前台不断向后台询问线程执行状态。

多线程有几种实现方法?有什么区别?

实现多线程有两种方式:(自JDK1.5之后有三种,最后一种并不常用)

  • 继承Thread类

  • 实现Runnable接口(Callable接口)

一个类如果实现了Runnable接口或者继承了Thread类,那么它就是一个多线程类,如果是要实现多线程,还需要重写run()方法,所以run() 方法是多线程的入口。

多线程的两种实现方式的区别:

1.Thread是Runnable接口的子类,实现Runnable接口的方式解决了Java单继承的局限

2.Runnable接口实现多线程比继承Thread类更加能描述数据共享的概念

知识回顾

概念描述

程序(静态)

指令和数据的有序集合。

进程Process:(动态)

一个在内存中运行的应用程序。每个进程都有自己独立的一块内存空间,一个进程可以有多个线程,比如在Windows系统中,一个运行的xx.exe就是一个进程。例如qq,微信等
在这里插入图片描述

线程Thread:

进程中的一个执行任务(控制单元),负责当前进程中程序的执行。一个进程至少有一个线程,一个进程可以运行多个线程,多个线程可共享数据。与进程不同的是同类的多个线程共享进程的堆和方法区资源,但每个线程有自己的程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈,所以系统在产生一个线程,或是在各个线程之间作切换工作时,负担要比进程小得多,也正因为如此,线程也被称为轻量级进程。线程就是独立的执行路径。

多线程

一个程序同时运行多个任务。通常每一个任务成为一个线程,它是线程控制的简称。同时可以运行以上的线程。在实际应用中多线程十分有用。例如,一个浏览器同时下载几个图片,一个web同时需要处理几个并发的请求。

如果你有梦想,可以边打点滴边开车,边吃饭边拉屎,诸如此类啦!

代码演示

实现多线程
继承Thread

(不建议使用:避免OOP单继承的局限性)
实行三步走战略

  1. 继承Thread
  2. 重写run方法(编写程序体)
  3. 调用start
    在这里插入图片描述
实现Runnable接口

(避免单继承局限性,灵活方便,方便同一个对象被多个线程使用)

  1. 实现接口Runnable具有多线程能力
  2. 启动线程:传入目标对象+Thread对象.start()
    在这里插入图片描述

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