线程小问题

1.进程是什么

 

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。

 

一个应用程序（application）是由一个或多个相互协作的进程组成的。例如，VisualStudio开发环境就是利用一个进程编辑源文件，并利用另一个进程完成编译工作的应用程序。

 

2.线程是什么

 

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。

它进程中执行运算的最小单位，是进程中的一个实体，是被进程独立调度和分派的基本单位。

 

线程自己不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源（计数器、寄存器和栈），但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。一个线程可以创建和撤消另一个线程，同一进程中的多个线程之间可以并发执行。

 

当操作系统创建一个进程后，该进程会自动申请一个名为主线程（首要线程）的线程。主线程将执行运行时宿主，而运行时宿主会负责载入CLR（公共语言运行库）。

 

3.线程和进程有什么关系以及区别？

 

首先，进程和进程如同列车和车厢，没有可比性，但是他们有一定的相关性：

 

一个线程只能属于一个进程，而一个进程可以有多个线程，但至少有一个线程。

资源分配给进程，同一进程的所有线程共享该进程的所有资源。

虚拟机分给线程，即真正在虚拟机上运行的是线程。

线程在执行过程中，需要协作同步。不同进程的线程间要利用消息通信的办法实现同步。

如果非要比较进程与线程的区别，可以从以下几个方面来看：

 

调度

  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

 

并发性

  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

 

拥有资源

  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.

 

系统开销

  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。

 

4.线程的状态

 

在Java中java.lang.Thread类有一个变量threadStatus，标示了该线程的当前状态，它是一个int类型，但是对应的get方法返回值是一个枚举（Thread的内部类），源码如下：

 

هpublic enum State {
        /**
         * Thread state for a thread which has not yet started.
         */
        NEW,

        /**
         * Thread state for a runnable thread.  A thread in the runnable
         * state is executing in the Java virtual machine but it may
         * be waiting for other resources from the operating system
         * such as processor.
         */
        RUNNABLE,

        /**
         * Thread state for a thread blocked waiting for a monitor lock.
         * A thread in the blocked state is waiting for a monitor lock
         * to enter a synchronized block/method or
         * reenter a synchronized block/method after calling
         * {@link Object#wait() Object.wait}.
         */
        BLOCKED,

        /**
         * Thread state for a waiting thread.
         * A thread is in the waiting state due to calling one of the
         * following methods:
         * <ul>
         *   <li>{@link Object#wait() Object.wait} with no timeout</li>
         *   <li>{@link #join() Thread.join} with no timeout</li>
         *   <li>{@link LockSupport#park() LockSupport.park}</li>
         * </ul>
         *
         * <p>A thread in the waiting state is waiting for another thread to
         * perform a particular action.
         *
         * For example, a thread that has called <tt>Object.wait()</tt>
         * on an object is waiting for another thread to call
         * <tt>Object.notify()</tt> or <tt>Object.notifyAll()</tt> on
         * that object. A thread that has called <tt>Thread.join()</tt>
         * is waiting for a specified thread to terminate.
         */
        WAITING,

        /**
         * Thread state for a waiting thread with a specified waiting time.
         * A thread is in the timed waiting state due to calling one of
         * the following methods with a specified positive waiting time:
         * <ul>
         *   <li>{@link #sleep Thread.sleep}</li>
         *   <li>{@link Object#wait(long) Object.wait} with timeout</li>
         *   <li>{@link #join(long) Thread.join} with timeout</li>
         *   <li>{@link LockSupport#parkNanos LockSupport.parkNanos}</li>
         *   <li>{@link LockSupport#parkUntil LockSupport.parkUntil}</li>
         * </ul>
         */
        TIMED_WAITING,

        /**
         * Thread state for a terminated thread.
         * The thread has completed execution.
         */
        TERMINATED;
    }

 

可以看到，线程包含6个可见状态：NEW、 RUNNABLE、BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING、TERMINATED。

我们还可以通过JavaVisualVM的线程监控可以看到，它会监控线程的运行（对应RUNNABLE）、休眠（对应NEW）、等待（WAITING+TIMED_WAITING）、驻留（BLOCKED）、监视状态、已完成（TERMINATED）六种状态。

 

了解监控JVM看这里：如何监控jvm的运行情况

 

对于State枚举，源码注释写的很清楚，这里我们具体看一下：

 

NEW

Athread that has not yet started is in this state.

一个还没有开始的线程就处于这种状态。

 

表明线程尚未开始。

 

RUNNABLE

Athread executing in the Java virtual machine is in this state.

一个在JVM中执行的线程处于这种状态。

 

可运行线程。一个线程在Java虚拟机处于可运行状态，即它在等待其他资源或操作系统的处理，一旦获取到CPU资源进行了执行，则进入人们所说的子状态RUNNING状态（这个状态JVM并不关心，我们也不是特别关注，一般的JVM监控工具都不会统计这种状态）。

 

BLOCKED

Athread that is blocked waiting for a monitor lock is in this state.

一个被阻塞的线程就处于这种状态，它正在等待监视器锁。

出于某种原因，比如等待用户输入等而让出当前的CPU给其他的线程执行时，会进入BLOCKED状态。

BLOCKED状态的线程会一直等待监视器锁，而后执行synchronized代码块/方法。或者在调用Object.wait()后，执行synchronized代码块/方法。

 

WAITING

Athread that is waiting indefinitely for another thread to perform a particularaction is in this state.

一个线程正在无限期地等待另一个线程来唤醒是在这种状态下。

 

通过以下方法进入WAITING状态:

 

调用Object.wait()且没有超时

调用Thread.join()且没有超时

调用LockSupport.park(Object)

一个线程处于WAITING状态需要由于另一个线程激活。例如，一个线程执行Object.wait()后会等待另一个线程调用对象Object.notify()或Object.notifyAll()。

 

一个线程调用了另一个线程的Thread.join()方法，则在另一个线程执行后才会继续执行（join方法可以指定延迟执行时间）。

 

TIMED_WAITING

Athread that is waiting for another thread to perform an action for up to aspecified waiting time is in this state.

一个线程在一个时间阈值内等待另一个线程来唤醒就处于这种状态，达到阈值则回到RUNNABLE状态。

 

通过以下方法进入TIMED_WAITING状态:

 

调用Thread.sleep()

调用Object.wait()超过时间阈值

调用Thread.join()超过时间阈值

调用LockSupport.parkNanos(Object，long)

调用LockSupport.parkUntil(Object，long)

TERMINATED

Athread that has exited is in this state.

一个线程退出就处于这种状态。

 

线程执行完成就会变为这个状态。