双非本科准备秋招（14.2）—— 进程与线程

进程

        进程是运行着的程序，是程序在操作系统的一次执行过程，进程是操作系统分配资源的基本单位。

        启动一个java程序，操作系统就会创建一个java进程

        进程也可以看作一个程序的实例，大部分程序可以运行多个实例进程，比如记事本，有的程序只能启动一个实例进程，如果qq音乐。

线程

        线程可以理解为一个进程的执行实体，多个线程组成一个进程，是操作系统调度资源的基本单位。

        一个线程就是一个指令流，是真正可以运行在cpu上的执行单元。

对比

• 进程基本相互独立，线程存在进程之内。
• 进程拥有共享的资源，供内部线程共享。
• 进程通信：同一台计算机的进程通信，称为IPC（Inter-process communication）；不同计算机通信需要经过网络，遵循例如HTTP的协议。
• 线程通信：共享进程的内存，比如多个线程可以访问同一共享变量。
• 线程更加轻量，线程上下文切换成本往往低于进程上下文切换。

并行与并发

        单核cpu，线程是串行的，但是任务调度器将cpu时间片分给不同线程。给人一种微观串行，宏观并行的感觉。

        线程轮流使用cpu，这就是并发（concurrent）

        并行（parallel）：多核cpu，每个核都可以调度线程，这时线程是并行的。

下图中，即有并行（同一时刻，两个core调度不同的线程），也有并发（4个线程轮流地使用core）。

同步与异步

同步：需要等待结果返回，才能继续运行

异步：不需要等待结果返回，就能继续运行。多线程可以让方法变成异步。

例如如下代码就是异步的，主线程和新线程一起启动，主线程无需等待另一个线程结束就可以执行打印”do“。

  @Slf4j(topic = "c.Async")
  public class Async {
      public static void main(String[] args){
          new Thread(() -> {
              String s = "do it !!!";
              try {
                  Thread.sleep(1000);
              } catch (InterruptedException e) {
                  throw new RuntimeException(e);
              }
              System.out.println(s);
          }).start();
  ​
          log.debug("do");
      }
  }

应用场景举例：

        例如项目中的视频文件格式转换，需要耗费大量时间，这时候就需要新开一个线程处理视频文件格式转换，避免阻塞了主线程。

提高效率

        多线程的目的是为了充分利用多核CPU。

        比如我们要执行三次计算，分别耗时10ms，11ms，12ms。如果我们可以开三个线程分别运行，那我们理论上的运行时间取决于最大用时，也就是12ms。

        但如果是单核cpu，串行用时10+11+12 = 33ms，如果这时开三个线程，时间肯定大于33ms，因为cpu是单核的，实际上还是在串行执行这些线程，还需要上下文切换的时间，更加耗时。

        所以，单核cpu下的多线程实际上并不会提高运行效率，而是可以再不同任务间切换，避免一个线程总占用cpu。