保证让你搞懂：线程与进程、并行与并发

保证让你搞懂：线程与进程、并行与并发

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线程与进程

程序由指令和数据组成，但这些指令要运行，数据要读写，就必须将指令加载至 CPU、数据加载至内存。在指令运行过程中还需要用到磁盘、网络等设备。

进程就是用来加载指令、管理内存、管理 IO 的，当一个程序被运行，从磁盘加载这个程序的代码至内存，这时就开启了一个进程。进程就可以视为程序的一个实例

一个进程之内可以分为一到多个线程，一个线程就是一个指令流，将指令流中的一条条指令以一定的顺序交给 CPU 执行

Java 中，线程作为最小调度单位，进程作为资源分配的最小单位

接下来我们详细探讨一下两者的区别

1️⃣什么是进程？

进程（Process） 是操作系统分配资源的基本单位。可以理解为 一个正在运行的程序实例。

• 例如：当你打开浏览器、音乐播放器或记事本时，每个程序都是一个独立的进程。
• 每个进程都拥有 独立的内存空间（代码、数据、堆栈等），互不干扰。
• 进程之间需要通过特殊机制（如管道、文件、网络）才能通信。

举个生活例子：

想象你同时打开了两个软件：浏览器和音乐播放器。它们就是两个独立的进程，各自占用内存和CPU资源，互不影响。即使浏览器崩溃了，音乐播放器还能继续运行。

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2️⃣什么是线程？

线程（Thread） 是进程中的一个执行单元，是操作系统调度的最小单位。

• 一个进程可以包含多个线程，所有线程 共享进程的内存和资源（如打开的文件、全局变量等）。
• 线程之间可以直接读写同一块内存，但需要同步机制（如锁）来避免冲突。

举个生活例子：

假设你在用浏览器下载文件的同时还在看视频。下载和播放视频可能由两个不同的线程处理，它们共享浏览器的内存空间（如下载缓存），但各自执行不同的任务。

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进程 vs 线程的核心区别

对比维度	进程	线程
资源占用	独立内存空间，资源开销大	共享进程内存，资源开销小
创建/销毁速度	慢（需要分配独立资源）	快（共享现有资源）
通信方式	需要复杂机制（如管道、网络）	直接读写共享内存（需同步）
崩溃影响	一个进程崩溃不影响其他进程	一个线程崩溃可能导致整个进程崩溃
适用场景	需要高隔离性的任务（如浏览器多标签）	需要高效协作的任务（如并发计算）

用几句话概括来：

✅进程基本上相互独立的，而线程存在于进程内，是进程的一个子集

✅进程拥有共享的资源，如内存空间等，供其内部的线程共享

✅线程通信相对简单，因为它们共享进程内的内存，一个例子是多个线程可以访问同一个共享变量

✅线程更轻量，线程上下文切换成本一般上要比进程上下文切换低

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并行与并发

先来举个例子：

当你一个人在家的时候，猛猛打了一整天的瓦洛兰特，到了晚上肚子实在饥饿难耐，所以你决定做一碗香喷喷的盖浇面奖励自己，做一碗盖浇面大概需要两个步骤，而你需要同时完成这两件事：

🔸煮面（假设冰箱里有面条）

🔸炒菜（假设冰箱里有蔬菜）

方法1：并发（Concurrency）

• 你 交替执行 这两个任务：先煮面2分钟，然后炒菜2分钟，再回来煮面，再炒菜……直到都完成。
• ✔️结果：你吃上了香喷喷的盖浇面。
• ⭕本质：你只是 看起来在同时做两件事，但实际上是在快速切换任务。

方法2：并行（Parallelism）

• 你叫来了你的瓦搭子二狗帮忙，两人 真正同时执行：你煮面，他炒菜。
• ✔️结果：你俩吃上了香喷喷的盖浇面。
• ⭕本质：你们 同时执行两个任务，需要多个人（多核CPU）才能做到。

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核心区别总结

对比维度	并发（Concurrency）	并行（Parallelism）
定义	处理多个任务的能力	同时执行多个任务的能力
必要条件	单核CPU即可实现	需要多核CPU或多台机器
实现方式	任务切换（如时间片轮转）	任务同时执行
目标	提高资源利用率（不让CPU空闲）	提高执行速度（缩短总时间）
代码层面	多线程（但线程可能交替运行）	多进程/多线程 + 多核分配
生活类比	一个人边做饭边看手机消息	两个人同时做饭

✅ 并发是逻辑上的“同时处理”，并行是物理上的“同时执行”

✅ 并发是同一时间应对多件事情的能力，并行是同一时间动手做多件事情的能力