浅谈进程和线程

定义

进程定义：一般是对于系统来讲，进程（process）是具有一定独立功能的程序，操作系统利用进程把工作划分为一些功能单元。进程是进行资源分配和调度的一个独立单位。它还拥有一个私有的虚拟地址空间，该空间仅能被它所包含的线程访问。
线程定义：线程（thread）是进程中所包含的一个或多个执行单元。它只能归属于一个进程并且只能访问该进程所拥有的资源。线程是CPU调度和分派的基本单位，没有单独地址空间，有独立的栈，局部变量，寄存器，程序计数器等。

关系

一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行。
线程属于进程，不能独立执行;每个进程至少要有一个线程，成为主线程。
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。

区别

进程和线程的主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式。

进程有独立的地址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其它进程产生影响，而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量，但线程之间没有单独的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以多进程的程序要比多线程的程序健壮，但在进程切换时，耗费资源较大，效率要差一些。但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程，不能用进程。

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。
不仅进程之间可以并发执行，同一个进程的多个线程之间也可并发执行。
线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性高。
进程是拥有资源的一个独立单位，线程不拥有系统资源，但可以访问隶属于进程的资源。
在创建或撤消进程时，由于系统都要为之分配和回收资源，导致系统的开销明显大于创建或撤消线程时的开销。
线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。
从逻辑角度来看，多线程的意义在于一个应用程序中，有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用，来实现进程的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别。

补充：粗略谈下synchronized关键字

synchronized 关键字，代表这个方法加锁,相当于不管哪一个线程（例如线程A），运行到这个方法时,都要检查有没有其它线程B（或者C、 D等）正在用这个方法(或者该类的其他同步方法)，有的话要等正在使用synchronized方法的线程B（或者C 、D）运行完这个方法后再运行此线程A，没有的话,锁定调用者，然后直接运行。

它包括两种用法：synchronized 方法和 synchronized 块。

Java语言的关键字，可用来给对象和方法或者代码块加锁。当它锁定一个方法或者一个代码块的时候，同一时刻最多只有一个线程执行这段代码。当两个并发线程访问同一个对象object中的这个加锁同步代码块时，一个时间内只能有一个线程得到执行。另一个线程必须等待当前线程执行完这个代码块以后才能执行该代码块。然而，当一个线程访问object的一个加锁代码块时，另一个线程仍可以访问该object中的非加锁代码块。

几种进程间的通信方式

管道（pipe）：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有血缘关系的进程间使用。进程的血缘关系通常指父子进程关系。
有名管道（named pipe）：有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间通信。
信号量（semophore）：信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它通常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。
消息队列（message queue）：消息队列是由消息组成的链表，存放在内核中，并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少，管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。
信号（signal）：信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某一事件已经发生。
共享内存（shared memory）：共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的IPC方式，它是针对其他进程间的通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号量配合使用，来实现进程间的同步和通信。
套接字（socket）：套接口也是一种进程间的通信机制，与其他通信机制不同的是它可以用于不同及其间的进程通信。

几种线程间的通信机制

1、锁机制

互斥锁：提供了以排它方式阻止数据结构被并发修改的方法。
读写锁：允许多个线程同时读共享数据，而对写操作互斥。
条件变量：可以以原子的方式阻塞进程，直到某个特定条件为真为止。对条件测试是在互斥锁的保护下进行的。条件变量始终与互斥锁一起使用。

2、信号量机制：包括无名线程信号量与有名线程信号量

3、信号机制：类似于进程间的信号处理。

线程间通信的主要目的是用于线程同步，所以线程没有像进程通信中用于数据交换的通信机制。

线程的调度

sleep()：在睡眠的时候，会释放cpu让给其他线程执行。即使没有其他线程抢占cpu，也需要等待睡眠时间到了以后才能真正的指定。
yield()：执行的时候会让出cpu , 但是会立马同其他的线程抢占cpu。注意：yield()只会让位给优先级一样或者比它优先级高的线程，而且不能由用户指定暂停多长时间。

当线程执行了sleep方法之后，线程将转入到睡眠状态，直到时间结束，而执行yield方法，直接转入到就绪状态。
join()：在哪个线程被调用，就插入到哪个线程前面。