JAVA线程从零开始（一）——进程和线程初认识

什么是进程？什么是线程？他们的联系和区别是什么？

进程，是并发执行的程序在执行过程中分配和管理资源的基本单位，是一个动态概念，竞争计算机系统资源的基本单位。每一个进程都有一个自己的地址空间，即进程空间。进程至少有五种基本状态：初始态，执行态，等待状态，就绪状态，终止状态。

线程，在网络或多用户环境下，一个服务器通常需要接收大量且不确定数量用户的并发请求，为每一个请求都创建一个进程显然是行不通的，——无论是从系统资源开销方面或是响应用户请求的效率方面来看。因此，操作系统中线程的概念便被引进了。线程是进程的一部分，一个没有线程的进程可以被看作是单线程的。线程有时又被称为轻量级进程或轻权进程，也是CPU调度的一个基本单位。

进程和线程的联系和区别：

1、线程的划分尺度小于进程，线程隶属于某个进程；

2、进程是程序的一种动态形式，是CPU、内存等资源占用的基本单位，而线程是不能独立的占有这些资源的；

3、进程之间相互独立，通信比较困难，而线程之间共享一块内存区域，通信比较方便；

4、进程在执行过程中，包含比较固定的入口、执行顺序和出口，而线程的这些过程会被应用程序所控制

举个简单的小例子来说明理解进程、线程以及它们在操作系统中的关系和联系：

1、计算机的核心是CPU，它承担了所有的计算任务。把它看成一座工厂，时刻在运行；

2、工厂里面有五个车间，假设工厂的电力有限（CPU的处理能力有限），一次只能供给一个车间使用。也就是说，一个车间开工的时候，其他车间都必须停工（因为CPU资源有限，只能供给一个进程使用）；

3、一个车间里，可以有很多个工人。它们协同完成一个任务（线程就好比车间里的工人）；

4、车间的空间是工人们共享的，比如许多房间是每个工人都可以进出的。（这就好比一个进程所占有的内存空间对于线程来说是共享的，每个线程都可以使用这些共享内存）；

5、可是每间房间的大小不同，有些房间最多只能容纳一个人，比如厕所。里面有人的时候，其他人就不能进去了。（这代表一个线程使用某些共享内存时，其他线程必须等它结束，才能使用这一块内存）

6、一个防止他人进入的简单方法，就是门口加一把锁。先到的人锁上门，后到的人看到上锁，就在门口排队，等锁打开再进去。这就叫“互斥锁”（Mutual exclusion，缩写Mutex），防止多个线程同时读写某一块内存区域。

7、还有些房间，可以同时容纳n个人，比如厨房。也就是说，如果人数大于n，多出来的人只能在外面等着。这好比某些内存区域，只能供给固定数目的线程使用。

这时的解决方法，就是在门口挂n把钥匙。进去的人就取一把钥匙，出来时再把钥匙挂回原处。后到的人发现钥匙架空了，就知道必须在门口排队等着了。这种做法叫做“信号量”（Semaphore），用来保证多个线程不会互相冲突。

理解第6点和第7点，可以看出mutex其实是semaphore的一种特殊情况（n=1）。也就是说，完全可以用后者替代前者。但是，因为mutex较为简单，且效率高，所以在必须保证资源独占的情况下，还是采用这种设计。