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線程和進(jìn)程區(qū)別

來源:千鋒教育
發(fā)布人:wjy
時間: 2022-09-21 14:40:29 1663742429

  一. 什么是線程和進(jìn)程?

  1. 進(jìn)程

  一個在內(nèi)存中運行的應(yīng)用程序。每個進(jìn)程都有自己獨立的一塊內(nèi)存空間,一個進(jìn)程可以有多個線程,比如在Windows系統(tǒng)中,一個運行的xx.exe就是一個進(jìn)程。

  2. 線程

  進(jìn)程中的一個執(zhí)行任務(wù)(控制單元),負(fù)責(zé)當(dāng)前進(jìn)程中程序的執(zhí)行。一個進(jìn)程至少有一個線程,一個進(jìn)程可以運行多個線程,多個線程可共享數(shù)據(jù)。

線程和進(jìn)程區(qū)別

  二. 進(jìn)程與線程的區(qū)別

  線程具有許多傳統(tǒng)進(jìn)程所具有的特征,故又稱為輕型進(jìn)程(Light—Weight Process)或進(jìn)程元。

  而把傳統(tǒng)的進(jìn)程稱為重型進(jìn)程(Heavy—Weight Process),它相當(dāng)于只有一個線程的任務(wù)。在引入了線程的操作系統(tǒng)中,通常一個進(jìn)程都有若干個線程,至少包含一個線程。

  1. 根本區(qū)別:進(jìn)程是操作系統(tǒng)資源分配的基本單位,而線程是處理器任務(wù)調(diào)度和執(zhí)行的基本單位。

  2. 資源開銷:每個進(jìn)程都有獨立的代碼和數(shù)據(jù)空間(程序上下文),程序之間的切換會有較大的開銷;線程可以看做輕量級的進(jìn)程,同一類線程共享代碼和數(shù)據(jù)空間,每個線程都有自己獨立的運行棧和程序計數(shù)器(PC),線程之間切換的開銷小。

  3. 包含關(guān)系:如果一個進(jìn)程內(nèi)有多個線程,則執(zhí)行過程不是一條線的,而是多條線(線程)共同完成的;線程是進(jìn)程的一部分,所以線程也被稱為輕權(quán)進(jìn)程或者輕量級進(jìn)程。

  4. 內(nèi)存分配:同一進(jìn)程的線程共享本進(jìn)程的地址空間和資源,而進(jìn)程之間的地址空間和資源是相互獨立的。

  5. 影響關(guān)系:一個進(jìn)程崩潰后,在保護模式下不會對其他進(jìn)程產(chǎn)生影響,但是一個線程崩潰整個進(jìn)程都死掉。所以多進(jìn)程要比多線程健壯。

  6. 執(zhí)行過程:每個獨立的進(jìn)程有程序運行的入口、順序執(zhí)行序列和程序出口。但是線程不能獨立執(zhí)行,必須依存在應(yīng)用程序中,由應(yīng)用程序提供多個線程執(zhí)行控制,兩者均可并發(fā)執(zhí)行。

  三. 什么是上下文切換?

  多線程編程中一般線程的個數(shù)都大于CPU核心的個數(shù),而一個CPU核心在任意時刻只能被一個線程使用,為了讓這些線程都能得到有效執(zhí)行,CPU采取的策略是為每個線程分配時間片并輪轉(zhuǎn)的形式。

  當(dāng)一個線程的時間片用完的時候就會重新處于就緒狀態(tài)讓給其他線程使用,這個過程就屬于一次上下文切換。

  概括來說就是: 當(dāng)前任務(wù)在執(zhí)行完CPU時間片切換到另一個任務(wù)之前會先保存自己的狀態(tài),以便下次再切換回這個任務(wù)時,可以再加載這個任務(wù)的狀態(tài)。

  任務(wù)從保存到再加載的過程就是一次上下文切換。 上下文切換通常是計算密集型的。也就是說,它需要相當(dāng)可觀的處理器時間,在每秒幾十上百次的切換中,每次切換都需要納秒量級的時間。

  所以,上下文切換對系統(tǒng)來說意味著消耗大量的CPU時間,事實上,可能是操作系統(tǒng)中時間消耗最大的操作。 Linux 相比與其他操作系統(tǒng)(包括其他類 Unix 系統(tǒng))有很多的優(yōu)點,其中有一項就是,其上下文切換和模式切換的時間消耗非常少。

  四. 守護線程和用戶線程有什么區(qū)別呢?

  1. 守護線程和用戶線程

  用戶 (User) 線程:運行在前臺,執(zhí)行具體的任務(wù),如程序的主線程、連接網(wǎng)絡(luò)的子線程等都是用戶線程。

  守護 (Daemon) 線程:運行在后臺,為其他前臺線程服務(wù)。也可以說守護線程是JVM中非守護線程的 “傭人”。一旦所有用戶線程都結(jié)束運行,守護線程會隨JVM一起結(jié)束工作main函數(shù)所在的線程就是一個用戶線程啊,main函數(shù)啟動的同時在JVM內(nèi)部同時還啟動了好多守護線程,比如垃圾回收線程。 比較明顯的區(qū)別之一是用戶線程結(jié)束,JVM退出,不管這個時候有沒有守護線程運行。而守護線程不會影響JVM的退出。

  2. 注意事項

  setDaemon(true)必須在start()方法前執(zhí)行,否則會拋出IllegalThreadStateException異常 在守護線程中產(chǎn)生的新線程也是守護線程,不是所有的任務(wù)都可以分配給守護線程來執(zhí)行,比如讀寫操作或者計算邏輯守護 (Daemon) 線程中不能依靠finally塊的內(nèi)容來確保執(zhí)行關(guān)閉或清理資源的邏輯。因為我們上面也說過了一旦所有用戶線程都結(jié)束運行,守護線程會隨JVM一起結(jié)束工作,所以守護 (Daemon) 線程中的finally語句塊可能無法被執(zhí)行。

  五. 如何在Windows和Linux上查找哪個線程cpu利用率最高?

  windows上面用任務(wù)管理器看,linux下可以用 top 這個工具看。

  1. 找出cpu耗用厲害的進(jìn)程pid, 終端執(zhí)行top命令,然后按下shift+p查找出cpu利用最厲害的pid號;

  2. 根據(jù)上面步拿到的pid號,top -H -p pid 。然后按下shift+p,查找出cpu利用率最厲害的線程號,比如top -H -p 1328;

  3. 將獲取到的線程號轉(zhuǎn)換成16進(jìn)制,去百度轉(zhuǎn)換一下就行;

  4. 使用jstack工具將進(jìn)程信息打印輸出,jstack pid號 > /tmp/t.dat,比如jstack 31365 > /tmp/t.dat ;

  5. 編輯/tmp/t.dat文件,查找線程號對應(yīng)的信息。

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