概述

进程和线程的概念。
并行和并发的概念。
线程基本应用。

进程

程序由指令和数据组成，但这些指令要运行，数据要读写，就必须将指令加载至CPU，数据加载至内存。在指令运行过程中还需要用到磁盘、网络等设备。进程就是用例加载指令、管理内存、管理IO的。
当一个程序被运行，从磁盘加载这个程序的代码至内存，这时就开启了一个进程。
进程就可以视为程序的一个实例。大部分程序可以同时运行多个实例进程（比如记事本、画图、浏览器等），也有的程序只能启动一个实例进程（比如网易云音乐、360安全卫士等）。

线程

一个进程之内可以分为一到多个线程。
一个线程就是一个指令流，将指令流中的一条条指令以一定的顺序交给CPU执行。
java中，线程作为最小调度单位，进程作为资源分配的最小单位。在windows中进程是不活动的，只是作为线程的容器。

二者对比

进程基本上相互独立的，而线程存在于进程内，是进程的一个子集。
进程拥有共享的资源，如内存空间等，供其内部的线程共享。
进程间通信较为复杂。
- 同一台计算机的进程通信称为IPC（Inter-process communication）。
- 不同计算机之间的进程通信，需要通过网络，并遵守共同的协议，例如HTTP。
线程通信相对简单，因为他们共享进程内的内存，比如多个线程可以访问同一个共享变量。
线程更轻量，线程上下文切换成本一般上要比进程上下文切换低。
- 上下文切换，是把需要使用的指令、数据加载到CPU、内存，如果资源不够用其他不用的进程、线程需要临时保持到磁盘。

并行与并发

并发

单核CPU下，线程实际还是串行执行的。操作系统中有一个组件叫做任务调度器，将cpu的时间片(windows下时间片最小约15毫秒)分给不同的线程使用，只是由于cpu在线程间（时间片很短）的切换非常快，人类感觉是同时运行的。总结一句话就是：微观串行，宏观并行。
一般会将这种线程轮流使用 cpu的做法称为并发，concurrent。

并行

多核cpu下，每个核都可以调度运行线程，这时候线程可以是并行的。

总结

并发（concurrent）是同一时间应对（dealing with）多件事情的能力。
并行（parallel）是同一时间动手做（doing）多件事情的能力。

并发应用

异步调用

从方法调用的角度来讲：

需要等待结果返回，才能继续运行就是同步。
不需要等待结果返回，就能继续运行就是异步。
注意：同步在多线程中海油另外一层意思，是让多个线程步调一致。

设计

多线程可以让方法变为异步的（即不要眼巴巴的干等着），比如说读取磁盘文件时，假设读取操作花费了5秒钟，如果没有线程调度机制，这5秒调用者什么都做不了，其他代码都得暂停。

结论

比如在项目中，视频文件需要转换格式等操作比较费时，这时开一个新线程处理视频转换，避免阻塞主线程。
tomcat的异步servlet也是类似的目的，让用户线程处理耗时较长的操作，避免阻塞tomcat的工作线程。
ui程序中，开线程进行其他操作，避免阻塞ui线程。

提高效率

充分利用多核cpu的优势，提高运行效率。
多核cpu才能提高效率，单核仍然是轮流执行的。

结论

单核cpu下，多线程不能实际提高程序运行效率，只是为了能够在不同的任务之间切换，不同线程轮流使用cpu，不至于一个线程总占用cpu，别的线程没法干活，通常可以提升体验。
多核cpu可以并行跑多个线程，但能否提供程序运行效率还是要分情况的。
- 有些任务，经过精心设计，将任务拆分，并行执行，当然可以提供程序的运行效率。但不是所以计算任务都能拆分的。
- 也不是所以任务都需要拆分的，任务的目的如果不同，谈拆分和效率没啥意义。
IO操作（磁盘对象，网络socket读写）不占用cpu，只是我们一般拷贝文件使用的是【阻塞IO】，这时相当于线程虽然不用cpu，但需要一直等待IO结束，没能充分利用线程。所以才有后面的【非阻塞IO】和【异步IO】优化。

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