进程与线程

最直观的表现，就是当我们打开 Mac 的「活动监视器」时，会发现有两个栏，分别是「进程名称」与「线程（数量）」。

其中，进程可以简单地理解为程序的一次运行，比如我们打开了「网易云音乐」，就会有一个「网易云音乐」的进程。我们好像并没有见过叫做「kernel_task」的软件，这类程序其实是系统的后台进程，它随操作系统的启动而启动，完成操作系统的基本服务功能。另外一类程序也被称为用户进程，它是由用户来启动，完成用户所需要的具体的应用功能，比如浏览网站，听音乐，上面说的「网易云音乐」就是一个用户进程。

一个进程可以有一个或多个线程，上图线程一栏的数字就代表对应进程中的线程数量。各个线程共享进程的内存空间、系统资源。早期的操作系统其实只有进程，没有线程。随着 CPU 计算能力的显著提升，为了提高 CPU 的利用率，弥补进程独傲度过于笨重的问题，进程内部演进出了并发调度的需求，于是发明了线程。

进程是操作系统资源分配的最小单位，线程是 CPU 调度的最小单位。

进程的结构

一个进程，大致可以被分为三个部分：代码段、数据段、进程控制块。

代码段：进程的程序指令在内存中的位置，包含需要执行的指令集合。

数据段：进程的操作数据在内存中的位置。

进程控制块（PCB）：包括描述信息和控制信息。

下面我们来说说，PCB 里面一些重要的概念。

进程 ID：进程的唯一标识，在操作系统中我们很常见到他们，即 PID。

进程名称：跟人名一样，进程也有各自的名称。

进程状态：分为新建态、终止态，运行态，就绪态，阻塞态。

进程优先级：进程调度的重要依据。进程优先级越好，则越有可能被优先调度。

程序起始地址：程序第一行指令的内存地址，程序就是从这个地址开始执行的。

通信信息：进程间通信时的消息队列。

内存信息：进程的内存占用情况以及内存管理所用的数据结构。

I/O 设备信息：所用的I/O设备编号及相应的数据结构。

文件句柄：所打开文件的信息。

进程上下文：进程的环境，包括 CPU 寄存器、程序计数器（PC）以及各种栈。在进程让出 CPU 时，进程的上下文环境就会保存在 PCB 中，供下次恢复运行时使用。

线程的结构

与进程相似，一个线程主要由三个部分组成：线程描述信息、程序计数器（PC）、栈内存。

线程描述信息：即线程的基本信息。

PC：记录了线程下一条指令的代码段内存地址。

栈内存：线程中的局部变量存储在栈内存中，这部分内存为线程独立拥有的，不会在线程之间共享。

那么，线程都有哪些基本信息？

线程 ID：线程的唯一标识。

线程名称：方便用户识别，用户可以指定线程名称（不指定则系统自动分配）。

线程优先级：线程调度的优先级，优先级越高，获得 CPU 的执行机会就越大。

线程状态：线程的执行状态，分为新建、就绪、运行、阻塞、结束。

其他：比如，是否是守护线程。

Java 中的进程与线程

众所周知，Java 程序是运行在 JVM 之上的，每当我们使用 Java 命令启动一个 Java 程序，就会启动一个 JVM 进程。JVM 会寻找程序的入口（main 方法），运行 main 方法便有了「主线程」。

除了主线程之外，Java 进程还包含一些「守护线程」。比如 GC 线程，它的作用是垃圾回收。

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