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线程与进程都是java编程开发程序员需要重点掌握的一个编程技术知识，下面我们就通过案例分析来了解一下，java编程进程基础知识分享。

为什么需要进程?

程序，就是指令的集合，指令的集合说白了就是文件，让程序跑起来，在执行的程序，才是进程。程序是静态的描述文本，而进程是程序的一次执行活动，是动态的。进程是拥有计算机分配的资源的运行程序。

我们不可能一个计算机只有一个进程，就跟我们全国不可能只有一个市或者一个部门，计算机是一个庞然大物，里面的运转需要有条理，就需要按照功能划分出比较独立的单位，分开管理。每个进程有自己的职责，也有自己的独立内存空间，不可能混着使用，要是所有的程序共用一个进程就会乱套。

每个进程，都有各自独立的内存，进程之间内存地址隔离，进程的资源，比如：代码段，数据集，堆等等，还可能包括一些打开的文件或者信号量，这都是每个进程自己的数据。同时，由于进程的隔离性，即使有一个程序的进程出现问题了，一般不会影响到其他的进程的使用。

进程在Linux系统中，进程有一个比较重要的东西，叫进程控制块(PCB)，仅做了解：

PCB是进程的标识，由链表实现，是为了动态的插入以及删除，创建进程的时候，生成一个PCB，进程结束的时候，回收这个PCB。PCB主要包括以下的信息：

进程状态

进程标识信息

定时器

用户可见的寄存器，控制状态寄存区，栈指针等等。

进程怎么切换的呢?

先明白计算机里面的一个事实：CPU运转得超级无敌快，快到其他的只有寄存器差不多能匹配它的速度，但是很多时候我们需要从磁盘或者内存读或者写数据，这些设备的速度太慢了，与之相差太远。(如果不特殊说明，默认是单核的CPU)

假设一个程序/进程的任务执行一段时间，要写磁盘，写磁盘不需要CUP进行计算，那CPU就空出来了，但是其他的程序也不能用，CPU就干等着，等到写完磁盘再接着执行。这多浪费，CPU又不是这个程序一家的，其他的应用也要使用。CPU你不用的时候，总有别人需要用。

所以CPU资源需要调度，程序A不用的时候，可以切出来，让程序B去使用，但是程序A切回来的时候怎么保证它能够接着之前的位置继续执行呢?这时候不得不提上下文的事。

当程序A(假设为单进程)放弃CPU的时候，需要保存当前的上下文，何为上下文?也就是除了CPU之外，寄存器或者其他的状态，就跟犯罪现场一样，需要拍个照，要不到时候别的程序执行完之后，怎么知道接下来怎么执行程序A，之前执行到哪一步了。总结一句话：保存当前程序的执行状态。

上下文切换一般还涉及缓存的开销，也就是缓存会失效，一般执行的时候，CPU会缓存一些数据方便下次更快的执行，一旦进行上下文切换，原来的缓存就失效了，需要重新缓存。

调度一般有两种(一般是按照线程维度来调度),CPU的时间被分为特别小的时间片：

分时调度：每个线程或者进程轮流的使用CPU，平均时间分配到每个线程或者进程。

抢占式调度：优先级高的线程/进程立即抢占下一个时间片，如果优先级相同，那么随机选择一个进程。

时间片超级短，CPU超级快，给我们无比丝滑的感觉，就像是多个任务在同时进行

我们现在操作系统或者其他的系统，基本都是抢占式调度，为什么?

因为如果使用分时调度，很难做到实时响应，当后台的聊天程序在进行网络传输的时候，分配予它的时间片还没有使用完，那我点击浏览器，是没有办法实时响应的。除此之外，如果前面的进程挂了，但是一直占有CPU，那么后面的任务将永远得不到执行。

由于CPU的处理能力超级快，就算是单核的CPU，运行着多个程序，多个进程，经过抢占式的调度，每一个程序使用的时候都像是独享了CPU一样顺滑。进程有效的提高了CPU的使用率，但是进程在上下文切换的时候是存在着一定的成本的。

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