技术总结(四)
一、什么是进程和线程,他们之前区别是什么?
- 进程（Process） 是指计算机中正在运行的一个程序实例。举例：你打开的微信就是一个进程。
- 线程（Thread） 也被称为轻量级进程，更加轻量。多个线程可以在同一个进程中同时执行，并且共享进程的资源比如内存空间、文件句柄、网络连接等。举例：你打开的微信里就有一个线程专门用来拉取别人发你的最新的消息。
从上面的图看出:一个进程中可以有多个线程，多个线程共享进程的堆和方法区 (JDK1.8 之后的元空间)资源，但是每个线程有自己的程序计数器、虚拟机栈 和 本地方法栈。
- 线程是进程划分成的更小的运行单位,一个进程在其执行的过程中可以产生多个线程。
- 线程执行开销小，但不利于资源的管理和保护；而进程正相反。
二、为什么要使用多线程?
一、提高资源利用率
CPU 资源
- 在单线程环境下，如果一个任务因为 I/O 操作（如读取文件、网络请求）而阻塞，CPU 就会处于空闲状态等待 I/O 操作完成。而多线程可以在一个线程等待 I/O 时，让其他线程利用 CPU 资源执行其他任务，从而提高 CPU 的利用率。
二、提高程序响应速度
网络应用
- 对于网络服务器，如 Web 服务器，多线程可以同时处理多个客户端的请求。当一个线程正在处理一个客户端的复杂请求（如数据库查询等耗时操作）时，其他线程可以快速响应新的客户端连接请求，使得整个服务器的响应速度更快。
三、更好地处理并发任务
并行处理任务
- 对于一些本身可以并行处理的任务，如矩阵运算、图像渲染等，多线程可以将任务分解并在多个线程中并行执行，从而加快任务的完成速度。例如，在 3D 渲染中，不同的线程可以负责渲染场景中的不同部分，然后将结果合并。
三、线程的同步方式有那些?
线程同步是两个或多个共享关键资源的线程的并发执行。应该同步线程以避免关键的资源使用冲突。
下面是几种常见的线程同步的方式：
- 互斥锁(Mutex)：采用互斥对象机制，只有拥有互斥对象的线程才有访问公共资源的权限。因为互斥对象只有一个，所以可以保证公共资源不会被多个线程同时访问。比如 Java 中的
synchronized关键词和各种Lock都是这种机制。 - 读写锁（Read-Write Lock）：允许多个线程同时读取共享资源，但只有一个线程可以对共享资源进行写操作。
- 信号量(Semaphore)：它允许同一时刻多个线程访问同一资源，但是需要控制同一时刻访问此资源的最大线程数量
- 事件(Event) :Wait/Notify：通过通知操作的方式来保持多线程同步，还可以方便的实现多线程优先级的比较操作。
四、进程有那几种状态
- 创建状态(new)：进程正在被创建，尚未到就绪状态
- 就绪状态(ready)：进程已处于准备运行状态，即进程获得了除了处理器之外的一切所需资源，一旦得到处理器资源(处理器分配的时间片)即可运行。
- 运行状态(running)：进程正在处理器上运行(单核 CPU 下任意时刻只有一个进程处于运行状态)。
- 阻塞状态(waiting)：又称为等待状态，进程正在等待某一事件而暂停运行如等待某资源为可用或等待 IO 操作完成。即使处理器空闲，该进程也不能运行。
- 结束状态(terminated)：进程正在从系统中消失。可能是进程正常结束或其他原因中断退出运行。
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