并发基础|进程与线程

进程基础

什么是进程？

为了实现并发的功能，引入了进程的概念。 ​ 为了实现并发，需要引入多程序的环境，但是多程序的环境会造成一些单程序时不存在的问题，比如程序的之间没有了封闭性，程序不可以连续的执行，由于没有封闭性和连续性（隔离性和安全性），也就失去程序再现的能力。为了解决这些问题，需要进一步的修改操作系统，为达到隔离性与安全性的要求的集合，就称之为进程，进程就是为了解决这些问题而提出的概念。

名词解释：

程序：静态的，一个指令集合 进程：动态的，一个程序的执行过程；

进程=PCB+程序段+数据段

eg：在 Java 中，当我们启动 main 函数时其实就是启动了一个 JVM 的进程，而 main 函数所在的线程就是这个进程中的一个线程，也称主线程。

线程基础

进程还是没有完美解决并发的需求，需要引入线程进一步解决并发出现的上下文切换损耗，引入线程后，使用相近的资源的程序可以使用线程进行开发，因为如果使用进程进行开发，程序切换带来的开销是很大的，这些开销主要是上下文切换。因此可以说是为了减少进程切换带来的花销（主要是上下文切换），引入了线程的概念。而同时也会带来其他的问题，例如死锁、数据一致性（竞争条件）等。 （竞争条件：多个线程访问共享数据（资源），并且尝试改变这些数据（资源）时，它们之间对于该资源的操作顺序会影响最终结果的正确性。）

什么是线程？

为了减少进程切换（上下文切换）带来的效率损耗，引入了线程这个概念。线程是进程的一个实现，不占有资源，但是可以执行相应的代码指令。有点类似于工程机械公司——老板拥有所有资源，即挖机、修理机械、保养设备等，挖机师傅负责干活，公司有多种挖机，大挖机、小挖机、长臂挖机、水挖机，每次遇到什么问题，不用换专门的公司，只需要换一个挖机师傅就可以了，挖机师傅从老板那里取干活用的挖机（调用进程资源），这样一来，省了招标的流程了，直接内部解决问题。 ​ 线程是轻量级的进程，不拥有资源，线程间切换付出的时空开销小，对于java而言，线程共享堆与方法区，而pc寄存器、虚拟机栈和本地方法栈都是私有的。

名词解释：

上下文切换

Javaguide的回答有问题，上下文不涉及栈信息，上下文指的是cpu周边的那些寄存器（硬件）里面的信息，计组里面的内容了，上下文切换就是要保存那些寄存器（程序计数器、处理器状态寄存器等等一系列寄存器的信息）到内存，然后再从内存把之前保存的，另一个线程的上下文拿过来放到cpu里面，让这些寄存器获得这个线程的信息，然后跑起来。这样一来，就达到切换线程的目的了。

什么时候切换上下文？ 切换线程的时候切换上下文，进程什么时候会切换？如下：

1. 主动让出 CPU，比如调用了 sleep(), wait() 等。

2. 时间片用完，因为操作系统要防止一个线程或者进程长时间占用 CPU 导致其他线程或者进程饿死。

3. 调用了阻塞类型的系统中断，比如请求 IO，线程被阻塞。

4. 被终止或结束运行

并发与并行的区别？

并行是一系列任务在同一时间同时执行；

并发是一系列任务在同一时间段内轮番执行。

同步与异步的区别？

首先要涉及到一个叫做调用的概念，在执行的过程中，执行一条指令，这条指令不是简单的指令，而是指向另一个程序的接口，通过这个指令会出发另一个程序的执行，并得到返回结果（返回值，有或者没有）。

• 同步 ： 发出一个调用之后，在没有得到结果之前， 该调用就不可以返回，一直等待。

• 异步 ：调用在发出之后，不用等待返回结果，该调用直接返回。