Java 中的进程与线程

10 Sept 2024 | 4 分钟阅读

在 Java 的并发编程方面,有两种选择可以同时执行多个任务:进程和线程。虽然它们都提供相似的优势,但它们之间存在一些显著的区别。以下表格比较了 Java 进程和线程。

过程Thread
一个独立的程序,在自己的内存区域中运行。进程内的一个轻量级执行单元。
每个进程都有自己的内存区域,不与其他进程共享。进程内的线程共享相同的内存区域。
进程间通信 (IPC) 对于进程通信至关重要。线程间通信 (ITC) 可以通过共享内存快速轻松地完成。
创建新进程是一项昂贵的任务。创建一个新线程相对便宜。
进程之间的切换会产生显著的开销。在进程内切换线程的成本较低。
进程可以在不同的 CPU 上执行,从而实现真正的并行。线程一次只能在一个 CPU 上执行,并且只能提供伪并行。
当一个进程失败时,不会影响其他进程。如果一个线程失败,整个进程可能会受到影响。
由于创建和监控进程的成本很高,因此它们的扩展性较差。线程更具可扩展性,因为它们是轻量级的,并且更容易创建和管理。
由于进程无法共享内存,同步需要 IPC 技术,例如信号量、互斥锁或管道。进程内的线程可以使用共享内存和锁对象进行同步。
由于上下文切换的成本,进程可能需要额外的 CPU 资源。线程可以更有效地利用 CPU 资源,因为它们之间的切换开销较小。
调试多进程应用程序可能更困难,因为每个进程独立运行。调试多线程程序可以得到简化,因为线程共享相同的内存空间,并且可以并发调试。
进程更安全,因为它们在自己的内存区域中运行,从而降低了一个进程访问另一个进程内存的可能性。线程更容易受到安全问题的威胁,因为它们共享相同的内存空间,并且可以相互直接访问内存。
进程更具可移植性,因为它们可以在具有不同架构的各种操作系统上执行。线程的可移植性可能较差,因为它们的行为因底层操作系统和硬件而异。
当一个进程崩溃时,不会影响系统中运行的其他进程。如果一个线程失败,整个进程可能会失败。
进程具有独立的内存空间,而线程则共享与父进程相同的内存空间。线程之间可以更轻松地通信,并且可以访问相同的数据结构。
创建新进程比创建新线程更耗费资源。新进程需要独立的内存空间和操作系统资源。新线程使用更少的操作系统资源,可以在相同的内存空间内创建。
进程通常用于必须彼此隔离的进程。线程用于必须协作的操作。

MyProcess.java

输出

Process exited with status 0

解释

该示例演示了如何利用 Runtime 类在 Java 中启动新进程。exec() 函数启动进程,而 waitFor() 方法等待进程完成后再继续。最后,exitValue() 函数确定进程的退出状态。

MyThread.java

输出

Thread Thread 1 is running
Thread Thread 1 has finished

解释

该示例演示了如何在 Java 中启动新线程。Runnable 接口描述了线程将完成的任务,并且 run() 函数被修改以提供任务实现。Thread 类通过提供 MyThread 类的实例和线程名称来启动新线程。start() 方法启动线程,而 join() 方法等待线程完成后再继续。最后,会输出一条消息,表明线程已完成。