進(jìn)程與線程的簡(jiǎn)單解釋- 阮一峰

互斥鎖

線程是非獨(dú)立的，同一個(gè)進(jìn)程里線程是數(shù)據(jù)共享的，當(dāng)各個(gè)線程訪問(wèn)數(shù)據(jù)資源時(shí)會(huì)出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)即：數(shù)據(jù)幾乎同步會(huì)被多個(gè)線程占用，造成數(shù)據(jù)混亂忍饰，即所謂的線程不安全。
為了解決這個(gè)問(wèn)題寺庄， 引入了互斥鎖的概念艾蓝，一個(gè)資源只能被一個(gè)線程執(zhí)行力崇。

壞處： 阻止了多線程并發(fā)執(zhí)行，包含鎖的某段代碼實(shí)際上只能以單線程模式執(zhí)行赢织，效率就大大地下降了

鎖的致命問(wèn)題： 死鎖

死鎖

若干子線程在系統(tǒng)資源競(jìng)爭(zhēng)時(shí)亮靴，都在等待對(duì)方對(duì)某部分資源解除占用狀態(tài)，結(jié)果是誰(shuí)也不愿先解鎖于置，互相干等著茧吊，程序無(wú)法執(zhí)行下去，這就是死鎖八毯。

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造成死鎖的原因可以概括成三句話：

• 當(dāng)前線程擁有其他線程需要的資源
• 當(dāng)前線程等待其他線程已擁有的資源
• 都不放棄自己擁有的資源

死鎖的產(chǎn)生條件：

• 互斥條件：指進(jìn)程對(duì)所分配到的資源進(jìn)行排它性使用搓侄，即在一段時(shí)間內(nèi)某資源只由一個(gè)進(jìn)程占用。如果此時(shí)還有其它進(jìn)程請(qǐng)求資源话速，則請(qǐng)求者只能等待讶踪，直至占有資源的進(jìn)程用畢釋放。
• 請(qǐng)求和保持條件：指進(jìn)程已經(jīng)保持至少一個(gè)資源泊交，但又提出了新的資源請(qǐng)求乳讥，而該資源已被其它進(jìn)程占有，此時(shí)請(qǐng)求進(jìn)程阻塞廓俭，但又對(duì)自己已獲得的其它資源保持不放云石。
• 不剝奪條件：指進(jìn)程已獲得的資源，在未使用完之前研乒，不能被剝奪汹忠，只能在使用完時(shí)由自己釋放。
• 環(huán)路等待條件：指在發(fā)生死鎖時(shí)告嘲，必然存在一個(gè)進(jìn)程——資源的環(huán)形鏈错维，即進(jìn)程集合{P0奖地，P1橄唬，P2，···参歹，Pn}中的P0正在等待一個(gè)P1占用的資源仰楚；P1正在等待P2占用的資源，……犬庇，Pn正在等待已被P0占用的資源僧界。

阻塞

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阻塞的原因

1臭挽、線程執(zhí)行了Thread.sleep(int millsecond);方法捂襟，當(dāng)前線程放棄CPU，睡眠一段時(shí)間欢峰，然后再恢復(fù)執(zhí)行
2葬荷、線程執(zhí)行一段同步代碼涨共，但是尚且無(wú)法獲得相關(guān)的同步鎖，只能進(jìn)入阻塞狀態(tài)宠漩，等到獲取了同步鎖举反，才能回復(fù)執(zhí)行
3、線程執(zhí)行某些IO操作扒吁，因?yàn)榈却嚓P(guān)的資源而進(jìn)入了阻塞狀態(tài)火鼻。比如說(shuō)監(jiān)聽(tīng)system.in，但是尚且沒(méi)有收到鍵盤(pán)的輸入雕崩，則進(jìn)入阻塞狀態(tài)魁索。
4、線程執(zhí)行了一個(gè)對(duì)象的wait()方法盼铁，直接進(jìn)入阻塞狀態(tài)蛾默，等待其他線程執(zhí)行notify()或者notifyAll()方法。

活鎖

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活鎖指的是任務(wù)或者執(zhí)行者沒(méi)有被阻塞捉貌，由于某些條件沒(méi)有滿足支鸡，導(dǎo)致一直重復(fù)嘗試，失敗趁窃，嘗試牧挣，失敗。 活鎖和死鎖的區(qū)別在于醒陆，處于活鎖的實(shí)體是在不斷的改變狀態(tài)瀑构，所謂的“活”， 而處于死鎖的實(shí)體表現(xiàn)為等待刨摩；活鎖有可能自行解開(kāi)寺晌，死鎖則不能。

饑餓

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這是個(gè)獨(dú)木橋(單進(jìn)程),橋上只能走一個(gè)人,B來(lái)到時(shí)A在橋上,B等待澡刹；而此時(shí)比B年齡小的C來(lái)了,B讓C現(xiàn)行(A走完后系統(tǒng)把進(jìn)程分給了C)呻征，C上橋后,D又來(lái)了,B又讓D現(xiàn)行(C走完后系統(tǒng)把進(jìn)程分個(gè)了D)以此類推B一直是等待狀態(tài).

原因

1、優(yōu)先級(jí)導(dǎo)致

2罢浇、同步鎖導(dǎo)致的陆赋，一個(gè)進(jìn)程的等待線程會(huì)有多個(gè)，鎖釋放后嚷闭，隨機(jī)競(jìng)爭(zhēng)攒岛，和os調(diào)度有關(guān)，這就會(huì)存在一種可能胞锰，某個(gè)線程運(yùn)氣極差灾锯，每次搶鎖都沒(méi)搶到。 而且新的線程還在不斷地進(jìn)入等鎖的隊(duì)列嗅榕，從而導(dǎo)致這個(gè)線程就幾乎是一直處于等待中顺饮。 這就使得這個(gè)“悲催”的線程就處于“饑餓”中色乾，而且還會(huì)悲慘的“餓死”。

3领突、我們知道notify()方法會(huì)喚醒對(duì)象條件隊(duì)列中等待的某個(gè)線程暖璧，但是，可惜這個(gè)喚醒是無(wú)序的（和VM調(diào)度君旦，OS調(diào)度有關(guān)澎办，甚至底層是隨機(jī)選取一個(gè)，更甚至就是隊(duì)列中的第一個(gè)）金砍。 而如果局蚀，條件隊(duì)列不斷有新的線程進(jìn)入，或者在喚醒的那一刻恕稠，剛好有其他線程搶入琅绅，那都可能導(dǎo)致某個(gè)運(yùn)氣不好的線程遲遲不能被喚醒。 對(duì)這個(gè)線程來(lái)說(shuō)鹅巍，就是進(jìn)入一種“饑餓”的狀態(tài)千扶，甚至還會(huì)有“餓死”的風(fēng)險(xiǎn)。

同步骆捧，異步澎羞，阻塞，非阻塞

1敛苇、同步： 多個(gè)任務(wù)之間有先后順序執(zhí)行妆绞，一個(gè)執(zhí)行完下個(gè)才能執(zhí)行
2、異步： 多個(gè)任務(wù)之間沒(méi)有先后順序枫攀，可以同時(shí)執(zhí)行括饶，有時(shí)候一個(gè)任務(wù)可能要在必要的時(shí)候獲取另一個(gè)同時(shí)執(zhí)行的任務(wù)的結(jié)果，這個(gè)就叫回調(diào)来涨！
3图焰、阻塞： 如果卡住了調(diào)用者，調(diào)用者不能繼續(xù)往下執(zhí)行扫夜，就是說(shuō)調(diào)用者阻塞了
4楞泼、非阻塞： 如果不會(huì)卡住驰徊，可以繼續(xù)執(zhí)行笤闯，就是說(shuō)非阻塞的

同步異步相對(duì)于多任務(wù)而言，阻塞非阻塞相對(duì)于代碼執(zhí)行而言棍厂。

python的多進(jìn)程和多線程對(duì)比

程序?yàn)榇鎯?chǔ)在磁盤(pán)上的可執(zhí)行文件颗味，當(dāng)把程序加載到內(nèi)存中并被操作系統(tǒng)調(diào)用，則擁有了生命周期牺弹，進(jìn)程即為運(yùn)行中的程序浦马。
一個(gè)進(jìn)程可以并行(類似于異步)運(yùn)行多個(gè)線程时呀，每個(gè)線程執(zhí)行不同的任務(wù)，也就是說(shuō)線程是進(jìn)程的組成部分晶默。

當(dāng)一個(gè)進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)至少要執(zhí)行一個(gè)任務(wù)谨娜，因此至少有一個(gè)主線程，由主線程再創(chuàng)建其他的子線程磺陡。
多線程的執(zhí)行方式和多進(jìn)程相似趴梢，由操作系統(tǒng)在多個(gè)線程之間快速切換，讓每個(gè)線程都短暫的交替運(yùn)行币他，看起來(lái)像同時(shí)執(zhí)行一樣坞靶。當(dāng)然，多核CPU可真正意義上實(shí)現(xiàn)多線程或多進(jìn)程的同時(shí)執(zhí)行蝴悉。

進(jìn)程和線程之間存在不同的特點(diǎn)彰阴。
每個(gè)進(jìn)程擁有自己的地址空間、內(nèi)存和數(shù)據(jù)棧拍冠，由操作系統(tǒng)管理所有的進(jìn)程尿这，并為其合理分配執(zhí)行時(shí)間。

由于進(jìn)程間資源相互獨(dú)立庆杜，不同進(jìn)程之間需要通過(guò)IPC（進(jìn)程間通信）方式共享信息妻味，但單個(gè)進(jìn)程崩潰時(shí)不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。
而多線程是在同一個(gè)進(jìn)程下執(zhí)行的欣福，共享同一片數(shù)據(jù)空間责球，相比于進(jìn)程而言，線程間的信息共享更加容易拓劝，但當(dāng)一個(gè)線程崩潰時(shí)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)進(jìn)程崩潰

補(bǔ)充： 并發(fā)與并行：
并發(fā)： 不會(huì)在同一時(shí)刻同時(shí)運(yùn)行雏逾，存在交替執(zhí)行的情況，交替做不同事的能力
并行： 同一時(shí)刻多個(gè)任務(wù)同時(shí)運(yùn)行郑临，同時(shí)做不同事的能力

程序需要執(zhí)行較多的讀寫(xiě)栖博、請(qǐng)求和回復(fù)任務(wù)的需要大量的IO操作，IO密集型操作使用并發(fā)更好厢洞。
CPU運(yùn)算量大的程序仇让，使用并行會(huì)更好

python中進(jìn)程與線程的使用場(chǎng)景？

多進(jìn)程適合在CPU密集操作（cpu操作指令比較多躺翻，如位多的的浮點(diǎn)運(yùn)算）丧叽。

多線程適合在IO密性型操作（讀寫(xiě)數(shù)據(jù)操作比多的的，比如爬蟲(chóng)）
GIL鏈接