【JavaEE】进程和线程

新园走马

已于 2023-03-27 18:04:31 修改

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文章标签： java-ee

于 2023-03-27 15:08:14 首次发布

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▮操作系统上承各类程序，下控计算机各种硬件

▪狼多肉少，CPU遭受压榨

▮进程是操作系统操控程序的需要

▪进程

▪进程的独立性

▮高并发和高并行的执行程序

▮线程能进一步减少系统开销

▪线程

▮进程与线程的区别

▮ 多进程和多线程

▮操作系统上承各类程序，下控计算机各种硬件

计算机是由：CPU，内存，硬盘，输出和输入设备，主板，显卡等多种硬件组成。其中CPU是计算机的大脑，最为重要。所以，操作系统如何操控CPU成为了操作系统能否操作计算机的一个关键。

那操作系统为什么又要操作CPU呢？因为操作系统上面的程序需要使用CPU，如果各个程序胡作非为，随意使用电脑CPU，那必然会导致混乱和纷争。所以，需要操作系统来管理各个程序对CPU的使用。

▪狼多肉少，CPU遭受压榨

CPU有一个重要的指标：8核16线程。8核指的是CPU有八个内核，即八个能干活的人；16线程指定是CPU有16个逻辑处理器，一次性能干16件事情。这里并不是说每个核心能干两件事情，而是说8个内核一起能干16件事情。

当然，不同CPU的这个参数是不同的，具体可以打开电脑的“任务管理器”来查看。（任务管理器 -> 性能 -> CPU）

这么一看来，感觉CPU还挺厉害的，一次性能做16件事情。而实际上，CPU要做的事情比这个多的多。打开任务管理器，你会看到上面运行着上百个程序，CPU不仅要运行这些程序，而且都要同时运行。在很短的时间内，CPU会把所有程序给运行一遍，给我们营造一种程序在同时运行的错觉。虽然说，这不是真正意义上的同时运行。但在微观层面上，CPU不断的在这上百进程里快速切换和运行；使得宏观层面上，我们感受到的就是这上百个进程正在同时进行。

如此多的进程需要CPU来快速处理，操作系统对这些进程的管理也是繁琐而又复杂。

▮进程是操作系统操控程序的需要

程序：硬盘里的可执行文件。

进程：执行中的程序，也就是把硬盘里的程序给加载进内存，以被CPU执行

▪进程

进程是操作系统分配内存的基本单位。创建进程的第一步那肯定是在内存上给进程开辟一块空间，然后往空间里添加进程所拥有的信息和数据。为了管理进程，那肯定是要把进程里的信息和数据按照某种结构来记录，就跟java中的类和对象一样。

所以进程拥有一些固有属性，用于记载程序的信息和数据。通过这些信息，操作系统就可以了解进程的代码内容并调用这些进程，管理进程们合理的去使用CPU。

•进程属性

        1.PID：进程的ID，进程的身份标识用于区分其他进程
        2.进程的状态：新建态，阻塞态，就绪态，运行态和销毁态
        3.进程的优先级：优先级只是给操作系统的一个建议，具体谁先谁后，由系统决定。
        4.进程的记账信息：记录进程使用CPU的时间和指令数
        5.上下文信息：存档机制，用于保存进度，每次执行进程时回到上次结束的位置。就跟看视频时跳转到上次没看完的地方一样
        6.内存指针：指向进程在内存里开辟的空间
        7.文件描述符表：用于管理硬盘里被进程打开的文件。

▪进程的独立性

操作系统可以说是一个花花公子，他轮流的跟每个进程玩好的同时，还不让进程之间相互认识。也就是说进程之间都不知道对方的存在，也没法相互影响，所以进程之间都是有独立性的。至于进程之间的通信，那是靠操作系统提供一个共用空间来实现数据交互。（进程不知道是谁给的，只知道是操作系统给的数据）。

▮高并发和高并行的执行程序

并行：进程程序1的时候能同时进行程序2

并发：既可以执行程序1又可以执行程序2，但只能执行一个

并行就是可以“同时”处理多个任务，并发就是可以“轮流”处理多个任务。为了合理压榨CPU，提高运行速度，那一定是要尽可能的调用CPU的全部。因为CPU只是一个机械，坏了可以更换，干的快点和干的慢点所带来的效益一样，那还不如让CPU尽可能的干的多，干的快，以提高时间效率。所以就要不断提高程序们的并行和并发。

▮线程能进一步减少系统开销

首先，我们知道使用进程是要去内存上开辟空间的，开辟空间需要时间和资源，需要消耗系统资源。
现在有程序1和程序2，程序1先执行，程序2后执行。当程序1结束后，我们是不是要去释放它的空间?释放程序1后，我们进行程序2，万一程序2要再使用程序1呢？那我们是不是又要重新给程序1开辟空间?这样一开一放实在是太过于麻烦了，我们干脆直接划出一块固定的内存以供程序来使用，程序在这块空间上随便的执行和停止想干嘛就干嘛。
实际上，“进程”就是这个固定的内存，所以称：进程是操作系统资源分配的基本单位。而“线程”就是里面的程序1、2，要送进CPU里去执行。所以称：线程是任务调度和执行的基本单位。