一、线程和进程

1.1 概念

1.1.1 进程

进程是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。不同的应用程序运行的过程中需要在内存中分配自己独立的空间，彼此之间不会相互地影响。在早期的面向设计的计算机结构中，进程是程序的基本执行实体；在当代面向线程设计的计算机结构中，进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。

1.1.2 线程

线程是CPU调度分配的基本单位，它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。

1.2 查看进程和线程

1.2.1 进程

如图所示，idea程序启动了五个进程

1.2.2 线程

在任务管理器中性能里面的资源监视器，我们可以看到每个进程的线程数：

CPU轮流调度这些线程，使得程序正常运行

1.3 进程和线程的关系

进程是资源分配的最小单位，线程是CPU调度的最小单位

线程是组成进程的最小单位，一个进程可以有一个线程，也可以有多个线程（多线程）。

1.4 线程的生命周期

线程是一个动态执行的过程，它也有一个从产生到死亡的过程，下图显示了一个线程完整的生命周期

1.4.1 新建状态

使用new关键字和Thread类或其子类建立一个线程对象后，该线程对象就处于新建状态。它保持这个状态直到程序start()这个线程。

1.4.2 就绪状态

当线程对象调用了start()方法后，该线程就进入了就绪状态。就绪状态的线程处于就绪队列中，要等待JVM里线程调度器的调度。

1.4.3 运行状态

如果就绪状态的线程获取CPU资源，就可以执行run()，此时线程便处于运行状态，处于运行状态的线程最为复杂，它可以变为阻塞状态、就绪状态和死亡状态。

1.4.4 阻塞状态

如果一个线程执行了sleep（睡眠）、suspend（挂起）等方法，失去所占用资源之后，该线程就会从运行状态进入阻塞状态。在睡眠时间已到或获得设备资源后可以重新进入就绪状态。可以分为以下三种：

• 等待阻塞：运行状态中的线程执行wait()方法，使线程进入到等待阻塞状态。
• 同步阻塞：线程在获取synchronized同步锁失败（因为同步锁被其他线程占用）
• 其他阻塞：通过调用线程的sleep()或join()发出了I/O请求时，线程就会进入到阻塞状态。当sleep()状态超时，join()等待线程终止或超时，或者I/O处理完毕，线程重新转入就绪状态。

1.4.5 死亡状态

一个运行状态的线程完成任务或者其他终止条件发生时，该线程就切换到终止状态。

二、并行和并发

2.1 并发

指在同一时刻只能有一条指令执行，但多个进程指令被快速的轮换执行，使得在宏观上具有多个进程同时执行的效果，但在围观上并不是同时执行的，只是把时间分成若干段，使多个进程快速交替的执行。

如上图所示，并发就是只有一个CPU资源，进程（或线程）之间要竞争得到执行机会。

2.2 并行

并行指在同一时刻，有多条指令在多个处理器上同时执行

如图所示，在同一时刻，ABC都是同时执行。

2.3 通过多线程实现并发和并行

• Java中的Thread类定义了多线程，通过多线程可以实现并发或并行。
• 在CPU比较繁忙，资源不足的时候（开启了很多进程），操作系统只为一个含有多线程的进程分配仅有的CPU资源，这些线程就会为自己尽量多抢时间片，这就是通过多线程实现并发，线程之间会竞争CPU资源争取执行机会。
• 在CPU资源比较充足的时候，一个进程内的多线程，可以被分配到不同的CPU资源，这就是通过多线程实现并行。
• 秩与多线程实现的是并发还是并行？上面说的，所写多线程可能被分配到一个CPU内核中执行，也可能被分配到不同CPU执行，分配过程是操作系统所为，不可人为控制。所以，我们所写的多线程有可能是并发的，也有可能是并行的。
• 不管并发还是并行，都提高了程序对CPU资源的利用率，最大限度的利用CPU资源。