线程和进程有什么区别？

线程与进程：Java程序员必须理清的底层概念

对Java程序员而言，线程与进程的区别直接影响并发编程的设计思路——从Thread类的使用到线程池的配置，再到分布式系统的架构，都离不开对这两个概念的理解。核心区别在于：进程是资源分配的基本单位，线程是CPU调度的基本单位，线程依托进程存在且共享其资源，这也导致了两者在开销、通信方式和安全性上的显著差异。

一、本质区别：资源与调度的分工

要理解两者的差异，首先需明确它们在操作系统中的核心角色：

对比维度	进程（Process）	线程（Thread）	Java中的对应体现
定义	操作系统中独立运行的程序单位，拥有独立的资源空间。	进程内的执行单元，共享进程的资源空间，是调度的基本单位。	一个JVM实例对应一个进程；Thread类的实例对应线程。
资源占有	拥有独立的内存空间（代码段、数据段、堆）、文件描述符等。	共享进程的内存空间（堆、方法区），仅拥有独立的程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈。	Java中线程共享堆和方法区（如静态变量），但每个线程有独立的栈（存储局部变量）。
调度单位	操作系统调度的最小单位是线程，而非进程。	操作系统直接调度线程，分配CPU时间片。	Java线程的start()方法最终会调用操作系统的线程创建接口（如Linux的pthread_create）。
创建/销毁开销	大（需分配独立资源空间，涉及内存管理）。	小（仅需创建栈等私有资源，共享进程资源）。	创建Thread比启动新JVM进程（如ProcessBuilder）快10-100倍。

二、核心差异：从开销到通信的全方位对比

这些差异直接决定了Java程序的并发设计选择：

1. 独立性：进程更“独立”，线程更“依赖”

• 进程：彼此独立，一个进程崩溃通常不会影响其他进程（如一个JVM崩溃不影响另一个JVM）。
• 线程：同一进程内的线程共享资源，一个线程崩溃可能导致整个进程崩溃（如Java中一个线程抛出未捕获异常，若未处理可能终止JVM）。
• Java注意点：需通过try-catch捕获线程异常（如Thread.UncaughtExceptionHandler），避免单个线程崩溃导致整个程序终止。

2. 开销：线程更“轻量”，适合高频并发

• 进程：创建时需分配内存、注册进程表项，销毁时需回收资源，开销大（毫秒级）。
• 线程：仅需创建栈和程序计数器，依赖进程的资源，开销小（微秒级）。
• Java实践：
  • 高频并发场景（如Web服务器处理请求）必须用线程而非进程，否则创建销毁开销会拖垮性能。
  • 线程池（ThreadPoolExecutor）的核心作用就是通过复用线程，减少线程创建销毁的开销。

3. 通信方式：进程通信复杂，线程通信简单

进程间因资源隔离，通信需借助操作系统提供的机制；而线程共享进程内存，通信更直接：

通信场景	进程间通信方式	线程间通信方式	Java中的实现工具
数据交换	管道、消息队列、共享内存、Socket等。	直接读写共享变量（如堆中的对象）。	synchronized、volatile、Atomic类、ConcurrentHashMap等。
同步/协作	信号量、互斥锁（跨进程）。	锁（ReentrantLock）、等待/通知（wait/notify）。	CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore等并发工具类。

• Java注意点：线程通信虽简单，但需处理线程安全问题（如竞态条件），而进程通信因隔离性，安全性问题较少但效率更低。

4. 并发性：线程是并发的“最小单位”

• 现代CPU的“多核心并行”和“超线程技术”，本质是对线程的并行调度。
• 一个进程内的多线程可真正并行执行（利用多核），而多进程也可并行，但开销更大。
• Java并发设计：
  • 利用多线程充分发挥多核CPU性能（如用Fork/JoinPool拆分任务到多个线程，并行计算）。
  • 避免创建过多线程（如超过CPU核心数的10倍），否则线程切换（上下文切换）开销会抵消并行收益。

二、联系：线程依托进程存在

• 线程不能独立存在，必须属于某个进程；一个进程至少包含一个线程（主线程，如Java的main方法线程）。
• 进程的资源（如内存、文件句柄）被所有线程共享，线程只需关注执行逻辑，无需重新分配资源。
• 举例：当你启动一个Java程序（java -jar），操作系统会创建一个进程，JVM会在该进程中初始化主线程、GC线程等，这些线程共享JVM的堆内存和方法区。

三、Java中的特殊场景：进程与线程的实际应用

1. 多进程场景：

   • 分布式系统中，多个JVM实例（进程）通过网络通信（如微服务间的REST调用）。
   • 利用多进程实现资源隔离（如Docker容器中的每个Java应用是独立进程，避免相互干扰）。

2. 多线程场景：

   • 单JVM内的并发任务（如Web服务器用线程处理HTTP请求）。
   • 异步任务（如CompletableFuture的async方法，底层依赖线程池中的线程）。

总结：理解差异，才能用好并发

对Java程序员来说，线程与进程的核心区别可归纳为：

• 进程是“独立的资源容器”，适合需要隔离性的场景（如分布式服务），但开销大、通信难。
• 线程是“轻量的执行单元”，适合高频并发场景（如Web、大数据处理），但需处理共享资源的线程安全问题。

理清这两者的区别，才能在设计并发程序时做出正确选择——比如何时用线程池优化性能，何时用多进程实现隔离，这也是从“会用Thread”到“精通并发编程”的关键一步。