并发编程（一）—线程和进程

进程概述

进程是具有一定功能的程序和数据集合上的实例,当运行一个程序，就会启动一个进行。程序时候一组指令的有序集合，是一个静态实体。而进程是程序在某个数据集上的执行，是一个动态实例。它因创建而产生，因调度而运行，因等待资源或事件而被处于等待状态，因完成任务而被撤消，反映了一个程序在一定的数据集上运行的全部动态过程。是操作系统进行资源分配和调度的独立单位。

• 组成

  进程是一个实体，每个进程都有自己独立的地址空间，一般包括，文本域，数据区域，堆栈。文本域存储CPU执行的代码；数据区域存储变量和进行执行期间的动态分配的内存；堆栈区域存储活动过程调用的指令和本地变量。

• 结构

  进程可分为：程序，数据和进程控制块(PCB)三部分

• 状态

• 调度算法

  • 先进先出（FIFO）
  • 最短作业优先（SJF）
  • 最短剩余数据优先（SRTF）
  • 时间片调度算法
  • 最高优先级

线程概述

线程是进程的一个实体，是CPU调度和分配的基本单位，线程不拥有系统资源，只拥有运行时的资源，线程不能够独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。线程可以和同属一个进程中的其他线程共享资源。

• 线程的组成

  线程的实体包括程序、数据和TCB。tcb用于指示被执行指令序列的程序计数器、保留局部变量、少数状态参数和返回地址等的一组寄存器和堆栈

• 线程的状态

  一个线程可以创建和撤消另一个线程，同一进程中的多个线程之间可以并发执行，线程通常有五种状态：创建，就绪，运行，阻塞和死亡

  1. 创建状态：在生成线程对象，并没有调用该对象的start方法，这是线程处于创建状态；
  2. 就绪状态：当调用了线程的start方法，该线程就进入了就绪状态，但是此时线程调度程序还没有把该线程设置为当前线程，此时处于就绪状态。在线程运行之后，从等待或者睡眠中回来之后，也会处于就绪状态。
  3. 运行状态：线程调度程序将处于就绪状态的线程设置为当前线程，此时线程就进入了运行状态，开始运行run函数当中的代码。
  4. 阻塞状态：线程正在运行的时候，被暂停，通常是为了等待某个时间的发生(比如说某项资源就绪)之后再继续运行。sleep,suspend，wait等方法都可以导致线程阻塞。
  5. 死亡状态：如果一个线程的run方法执行结束或者调用stop方法后，该线程就会死亡。对于已经死亡的线程，无法再使用start方法令其进入就绪
     状态图如下：
     

线程和进程的区别

• 地址空间：线程共享进程的地址空间，进程拥有自己独立的地址空间；
• 资源拥有：线程共享进程的资源，进程是资源分配的单位；
• 调度单位：线程是，进程不是；
• 并发执行：二者都可以；
• 一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程；

引入线程的好处

• 在进程内创建、终止线程比创建、终止进程要快；
• 同一进程内的线程间切换比进程间的切换要快,尤其是用户级线程间的切换；