进程和线程

1.进程和线程

　　进程：是一个正在执行中的程序。

         　  每一个进程执行都有一个执行顺序。该顺序是一个执行路径，或者叫一个控制单元。

　　线程：就是进程中的一个独立的控制单元，是比进程更小的执行单位。线程只是一种为单一处理器分配执行时间的手段

     线程在控制着进程的执行。

　　一个进程中至少有一个线程。

　　线程的四个状态：运行，就绪，挂起，结束。

　　线程的作用：就是用来执行代码的。

2.什么是多线程？

　　多线程是指一个进程在执行过程中可以产生多个线程，这些线程可以同时存在，同时运行，一个进程可能包含了多个同时执行的线程。如，迅雷下载，可以下载多个任务，就是多线程。

3.创建多线程的第一种方式：继承Thread类。

　　（1）定义类继承Thread类

　　（2）覆写Thread 类中的run()方法

　　　　目的：将自定义代码存储在run方法，让线程运行。

　　（3）调用线程的start方法。该方法有两个作用：启动线程，调用run方法。所以启动一个线程要用start()方法

package org.lxh.demo9.threaddemo;
class MyThread extends Thread 
{
    private String name;
    public MyThread(String name)  //通过构造方法设置属性内容
    {
    this.name =name;
    }
    public void run(){    //覆写Thread类中的run()方法
        for (int i=0;i<10;i++)
        {
            System.out.println(name+"运行,i="+i);
        }
    }

}
public class ThreadDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread mt1= new MyThread("线程A");    //创建好了一个线程
        MyThread mt2= new MyThread("线程B");
        mt1.start();   //启动多线程，并执行该线程的run方法，若用mt1.run();仅仅是对象调用方法，而线程创建了，并没有运行。等到把run方法执行完了，再执行下一个。
        mt2.start();  //启动多线程
    }
}

　　发现运行结果，每次都不同，因为多个线程都在获取CPU的执行权，CPU执行到谁，谁就运行。

　　明确一点，在某一个时刻，只能有一个程序在运行。（多核除外）CPU在做着快速的切换，已达到看上去是同时运行的结果。

　　我们可以形象把多线程的运行行为看成在互相抢夺CPU的执行权

　　这就是多线程的一个特性：随机性。谁抢到谁执行。至于执行多长，CPU说的算。

　　　java程序每次运行至少启动几个线程？　

　　　至少会启动2个线程，一个是main线程，一个是垃圾收集线程。因为每当使用java命令执行一个类时，实际上都会启动一个JVM，每一个JVM实际上就是在操作系统中启动了一个进程，java本身具备了垃圾的收集机制。

　　　在主函数main中执行的线程就是主线程

例题1：关于进程和线程描述正确的是()ABD

　　A.线程不拥有系统资源,但可以访问隶属于进程的资源

　　B.在创建或销毁进程时,系统开销明显大于创建或销毁线程时开销

　　C.进程是调度和拥有资源的基本单位（错误）

　　D.不仅进程可以并发执行,同一个进程的多个线程之间也可以并发执行

　　 解释：线程作为调度和分配的基本单位，进程作为拥有资源的基本单位

　　　　(1)地址空间:进程内的一个执行单元;进程至少有一个线程;它们共享进程的地址空间;而进程有自己独立的地址空间;
　　　　(2)资源拥有:进程是资源分配和拥有的单位,同一个进程内的线程共享进程的资源
　　　　(3)线程是处理器(CPU)调度的基本单位,但进程不是.
　　　　(4)二者均可并发执行.

 例题2：从资源管理的角度看，进程调度属于()。

　　　　处理器(CPU)管理

 例题3：同一个进程的多个线程堆栈共享状况哪个描述正确？A

　　　　A.堆共享，栈私有

　　　　B.堆私有，栈共享

　　　　C.堆共享，栈共享

　　　　D.堆私有，栈私有

解释：

　　线程占有的都是不共享的，其中包括：栈、寄存器、状态、程序计数器

　　线程间共享的有：堆，全局变量，静态变量；

　　进程占有的资源有：地址空间，全局变量，打开的文件，子进程，信号量、账户信息。

 例题4：对进程和线程的描述,以下正确的是()D

　　　　A.父进程里的所有线程共享相同的地址空间,父进程的所有子进程共享相同的地址空间

　　　　B.改变进程里面主线程的状态会影响到其他线程的行为,改变父进程的状态不会影响到其他子进程

　　　　C.多线程会引起死锁,而多进程不会

　　　　D.以上选项都不正确

 解释： 

　　父进程和子进程都有自己独立的地址空间；

　　父进程结束，所有子进程都结束，进程结束，所有线程都结束；

　　如果多个进程同时占有对方需要的资源而同时请求对方的资源，而它们在得到请求之前不会释放所占有的资源，那么就会导致死锁的发生，也就是进程不能实现同步。

　　多线程和多进程都会引起死锁，一般说的死锁指的是进程间的死锁。

 

 例题5：同一进程下的线程可以共享以下？（BD）

A． stack           B．data section        C．register set     D．file fd

    线程共享的环境包括：进程代码段、进程的公有数据(利用这些共享的数据，线程很容易的实现相互之间的通讯)、进程打开的文件描述符、信号的处理器、进程的当前目录和进程用户ID与进程组ID。 进程拥有这许多共性的同时，还拥有自己的个性。有了这些个性，线程才能实现并发性。这些个性包括：
    1.线程ID
      每个线程都有自己的线程ID，这个ID在本进程中是唯一的。进程用此来标
   识线程。
    2.寄存器组的值
       由于线程间是并发运行的，每个线程有自己不同的运行线索，当从一个线
   程切换到另一个线程上时，必须将原有的线程的寄存器集合的状态保存，以便
   将来该线程在被重新切换到时能得以恢复。（PCB）
    3.线程的堆栈
       堆栈是保证线程独立运行所必须的。
       线程函数可以调用函数，而被调用函数中又是可以层层嵌套的，所以线程
   必须拥有自己的函数堆栈，使得函数调用可以正常执行，不受其他线程的影
   响。
    4.错误返回码
       由于同一个进程中有很多个线程在同时运行，可能某个线程进行系统调用
   后设置了errno值，而在该线程还没有处理这个错误，另外一个线程就在此时
   被调度器投入运行，这样错误值就有可能被修改。
       所以，不同的线程应该拥有自己的错误返回码变量。
    5.线程的信号屏蔽码
       由于每个线程所感兴趣的信号不同，所以线程的信号屏蔽码应该由线程自
   己管理。但所有的线程都共享同样的信号处理器。
  6.线程的优先级
       由于线程需要像进程那样能够被调度，那么就必须要有可供调度使用的参
   数，这个参数就是线程的优先级。

 关于PCB（Process Control Block）

　　进程控制块是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。PCB中记录了操作系统所需要的、用于描述进程情况及控制进程运行所需要的全部信息。进程控制块的作用，是使一个在多道程序环境下不能独立进行的程序（含数据），成为一个能独立运行的基本单位，一个能与其他进程并发执行的进程。或者说，操作系统是根据PCB来对并发执行的进程进行控制和管理。

例题6：进程和线程的区别。

　　一个程序至少有一个进程，一个进程至少有一个线程

（1）进程是系统进行资源分配的基本单位，有独立的内存地址空间；线程是CPU调度的基本单位，没有单独的地址空间，有独立的栈，寄存器，程序计数器，局部变量等。

（2）创建进程的开销大，包括创建虚拟地址空间等需要大量的系统资源；创建线程开销小，基本上只有一个内核对象和一个堆栈。

（3）一个进程无法直接访问另一个进程的资源；同一进程内的多个线程共享进程的资源。

（4）进程切换开销大，线程切换开销小；进程间通信开销大，进程间通信开销小。线程属于进程，不能独立运行。每个进程至少有一个线程，成为主线程。

 例题7：下列关于线程调度的叙述中,错误的是()BC

　　A.调用线程的sleep()方法,可以使比当前线程优先级低的线程获得运行机会

　　B.调用线程的yeild()方法,只会使与当前线程相同优先级的线程获得运行机会

　　C.具有相同优先级的多个线程的调度一定是分时的

　　D.分时调度模型是让所有线程轮流获得CPU使用权

 解释：

A选项，sleep()方法强制使当前线程休眠，释放CPU资源（不释放锁，释放CPU执行权），以便使得其他所有线程有机会运行。

B选项，yield()方法使得当前的线程让出CPU的使用权，以使得比该线程优先级相同或更高的线程有机会运行。该线程在让出CPU使用权之后可能再次被选中，因此yield()方法可能会不起作用(这也说明了yield()方法不会使得比当前线程优先级低的线程运行)。

C选项，java虚拟机中如果多个线程优先级相同，则会随机选择一个线程占用CPU，处于运行状态的线程会一直运行，直至它不得不放弃CPU为止，因此不一定是分时调度。

关于进程和线程之间的区别，阮一峰网络日志，有一个很形象的解释。

http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/04/processes_and_threads.html