进程与线程的区别及相应的通信方法

一、定义

进程：进程是具有一定独立功能的程序关于某个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一个独立单位；---提高CPU的利用率

线程：是进程的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位，它是比进程更小的能独立运行的基本单位。线程自己基本上不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器、一组寄存器和栈)，但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源；---提高程序的效率

二、关系

1）一个线程可以创建和撤销另一个线程；

2）同一个进程中的多个线程之间可以并发执行；

3）线程也可以称作轻量级的进程；

4）进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而线程则可以与同一个进程中的其他线程共享这段内存，但拥有自己的栈空间、拥有独立的执行序列；

三、区别

1）进程拥有独立的地址空间，一个进程崩溃后在保护模式下不会对其他进程产生影响；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；

2）进程切换时，耗费资源较大，效率要差一些；线程切换的开销较小（不利用资源的管理和保护）。所以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，就只能用线程，不能用进程；

3）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；

4）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；

5）一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程；

6）线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性高；

7）另外，进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而极大地提高了程序的运行效率；

额外补充：通信方法

1、进程通信

（1）管道

a）、无名管道（pipe）：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系；

b）、高级管道（popen）：将另一个程序当做一个新的进程在当前程序进程中启动，则它算是当前程序的子进程，这种方式我们成为高级管道方式；

c）、有名管道（named pipe）：有名管道也是半双工的通信方式，克服了管道没有名字的限制，同时是它允许无亲缘关系进程间的通信；

（2）信号（Signal）：信号是比较复杂的通信方式，用于通知接受进程有某种事件发生，除了用于进程间通信外，进程还可以发送 信号给进程本身；linux除了支持Unix早期信号语义函数sigal外，还支持语义符合Posix.1标准的信号函数sigaction（实际上，该 函数是基于BSD的，BSD为了实现可靠信号机制，又能够统一对外接口，用sigaction函数重新实现了signal函数）；

（3）信号量（Semaphore）：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；

（4）消息队列（Message queue）： 消息队列是由消息的链表，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；

（5）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，如信号两，配合使用，来实现进程间的同步和通信；

（6）套接字（Socket）：套解口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同机器间的进程通信。起初是由Unix系统的BSD分支开发出来的，但现在一般可以移植到其它类Unix系统上：Linux和System V的变种都支持套接字；

2、线程通信

（1）共享内存，同上面所述。这里通过内部类实现线程的共享变量

/** * 通过内部类实现线程的共享变量 * */public class Innersharethread {         public static void main(String[] args) {             Mythread mythread = new Mythread();             mythread.getThread().start();             mythread.getThread().start();             mythread.getThread().start();             mythread.getThread().start();         }     }     class Mythread {         int index = 0;             private class InnerThread extends Thread {             public synchronized void run() {                 while (true) {                     System.out.println(Thread.currentThread().getName()                             + "is running and index is " + index++);                 }             }         }             public Thread getThread() {             return new InnerThread();         }     }

（2）管道。首先建立管道流，并将管道流的输入输出对象进行链接；将管道流加入到生产对象（线程）中；通过管道流引出输入输出流，并在线程中对这些流进行操作；注：管道流的的read的方法是一种阻塞方法；

public class CommunicateWhitPiping {    public static void main(String[] args) {        /**         * 创建管道输出流         */        PipedOutputStream pos = new PipedOutputStream();        /**         * 创建管道输入流         */        PipedInputStream pis = new PipedInputStream();        try {            /**             * 将管道输入流与输出流连接 此过程也可通过重载的构造函数来实现             */            pos.connect(pis);        } catch (IOException e) {            e.printStackTrace();        }        /**         * 创建生产者线程         */        Producer p = new Producer(pos);        /**         * 创建消费者线程         */        Consumer c = new Consumer(pis);        /**         * 启动线程         */        p.start();        c.start();    }}/** * 生产者线程(与一个管道输入流相关联) *  */class Producer extends Thread {    private PipedOutputStream pos;    public Producer(PipedOutputStream pos) {        this.pos = pos;    }    public void run() {        int i = 8;        try {            pos.write(i);        } catch (IOException e) {            e.printStackTrace();        }    }}/** * 消费者线程(与一个管道输入流相关联) *  */class Consumer extends Thread {    private PipedInputStream pis;    public Consumer(PipedInputStream pis) {        this.pis = pis;    }    public void run() {        try {            System.out.println(pis.read());        } catch (IOException e) {            e.printStackTrace();        }    }}

（3）调用公共接口，还有如Scala语言中的Actor机制等等