操作系统学习总结
线程与进程
用自己的话理解线程与进程的区别:
1、大小角度理解:进程粒度较大,拥有独立的地址空间,是资源分配的最小单位(自己有房子,可参与资源分配),而线程粒度较小,是程序执行的最小单位(房子里干活的人,可以和其他人共用房子里的资源)
进程有自己独立的地址空间,每启动一个进程,系统都会为其分配地址空间,建立数据表来维护代码段、堆栈段和数据段,线程没有独立的地址空间,它使用相同的地址空间共享数据;
线程是cpu调度和分配的基本单位,每个线程有自己的堆栈和局部变量
由于上述区别:CPU切换一个线程比切换进程花费小;创建一个线程比进程开销小;线程占用的资源要⽐进程少很多。
线程之间通信更方便:同一个进程下,线程共享全局变量,静态变量等数据,
而进程之间的通信需要以通信的方式(IPC)进行;(但多线程程序处理好同步与互斥是个难点)
多进程程序更安全,生命力更强,一个进程死掉不会对另一个进程造成影响(源于有独立的地址空间),多线程程序更不易维护,一个线程死掉,整个进程就死掉了(因为共享地址空间);
为什么一个线程死掉会影响整个进程:譬如一个一个线程非正常退出、死循环等,会导致改线程占用的资源永远无法释放,大概率会影响其他线程正常工作
进程对资源保护要求高,开销大,效率相对较低,线程资源保护要求不高,但开销小,效率高,可频繁切换;
进程状态和操作系统状态对应关系
操作系统的进程有五个状态:新建,就绪,运行,等待和结束
线程共有六个状态:
TERMINATED 结束 包括正常结束和异常结束
NEW 新建状态 也就是对象创建了,但还没执行start方法
BLOCKED 锁池状态(也有说是阻塞状态) 等待的一种,特指等着获得锁,也就是被堵在syn方法外面。被挂到锁对象的阻塞队列上了
WAITING 等待事件发生,常常使用wait()方法 进入此状态,挂到锁对象的等待队列上。
TIMED_WAITING 跟等待状态差不多,只不过时间到了,就进入可运行状态了(但是随之就有可能因为没抢到锁,到锁池状态)
RUNNABLE 可运行状态 是操作系统中就绪状态和运行状态 (这里找到官方描述:处于 runnable 状态下的线程正在 Java 虚拟机中执行,但它可能正在等待来自于操作系统的其它资源,比如处理器)runnable(可执行):运行及就绪和运行状态
sleep和wait区别
首先:sleep是Thread的静态方法,而wait()方法属于Object类
sleep没有释放对象锁,而wait方法释放对象锁(暗含,wait的当前线程是占有锁的,不然你凭啥释放)
sleep,wait调用后都会暂停当前线程并让出cpu的执行时间,但不同的是sleep不会释放当前持有的对象的锁资源,到时间后会继续执行,而wait会放弃所有锁并需要notify/notifyAll后重新获取到对象锁资源后才能继续执行
注意:sleep是Thread的静态方法,谁调用的谁睡觉,a线程中调用b的sleep方法,实际上还是a去睡觉,此外sleep必须捕获异常,而其他的不需要 wait是Object顶级类的方法
sleep时不会释放对像锁,会让出cpu给其他线程,但监控状态依然保持,指定的时间到了之后又会自动恢复运行状态(也可能是就绪状态)
Thread.Sleep(100) 意思是在未来的100毫秒内本线程不参与CPU竞争(如果时间未到,可以使用interrupt()来打断),100毫秒过去之后,线程睡醒了,进入就绪状态(因为不一定有cpu可用),和其他线程一期竞争cpu。
wait(1000)表示将锁释放1000毫秒,到时间后如果锁没有被其他线程占用,则再次得到锁,然后wait方法结束,执行后面的代码,如果锁被其他线程占用,则等待其他线程释放锁。注意,设置了超时时间的wait方法一旦过了超时时间,并不需要其他线程执行notify也能自动解除阻塞,但是如果没设置超时时间的wait方法必须等待其他线程执行notify。
对象的 notifyAll()方法(唤醒所有 wait 线程)或 notify()方法(只随机唤醒一个 wait 线程)