1.前言

在计算机中，CPU是最核心的一个硬件资源，相当于我们人类的大脑一样，用来处理所有复杂的计算任务。而在运行程序时，我们处理某些运行时的数据，需要临时保存，这时候就需要用到内存来存储这些。但是存在内存中的数据毕竟是临时的，这时候我们需要把一些关键性的数据存储到外存（磁盘）中，这样以后可以随时查看了，而这些计算任务的调度，资源的分配，是由操作系统来统领的，我们打开的每一个应用程序，都是以进程的形式，运行于操作系统之上。

2.提升程序的运行速度

从前言中我们了解到一个程序简单的调度过程，我们发现，影响一个程序的速度主要有这三大方面：

1. CPU（计算能力强不强）

2. 内存（足够大的内存能够存储临时计算数据）

3. IO (能快速把数据持久化到磁盘上)

但是这三者之间的处理速度上，却有着十分大的差异，总体来说 CPU > 内存 >> IO，我们可以看出，IO的处理速度是最慢的，这也是影响一段程序速度的最主要的一块，在无数代先辈的努力下，这三者都在不断的发展：

1. CPU增加了高速缓存，平衡了和内存之间的速度差异，从早期的单核升级到如今的多核，极大提升了CPU的计算能力

2. 内存容量不断扩大，能够让计算机运行更多的程序

3. 操作系统从进程中，又诞生了更轻量级的线程，（乃止后面的超线程）为了能够分时复用CPU，平衡了CPU与IO之间的速度差异，硬件上存储设备诞生了固态硬盘等，让IO的性能有了明显的提升。

在这里我们主要来介绍进程到线程这段的发展

3. 从进程到线程

由于早期的CPU是单核的，但是用户却也能运行多个程序，这是怎么实现的？原来是因为早期的操作系统以“多进程”的形式运行程序。操作系统让每个进程占用一段时间CPU的使用权，当这段时间消耗完后，操作系统会重新选择一个进程，让它获取CPU的执行权，而这个切换过程通常为毫秒级别，对于用户来说完全感知不到这个任务切换，从而实现了同时运行多个程序。进程占用CPU处理任务的这段时间，我们称之为时间片。

但当某个进程在占用CPU时间片内，需要进行耗时很长的IO操作，为了提高CPU的利用率，这时候进程会让出CPU的时间片，让其他进程获取CPU时间片来执行任务，等自己完成IO操作，将数据读取到内存后，就可以重新获取CPU的时间片。

每个进程都有自己独立的内存空间，多个进程之间不共享彼此的数据，但是多个进程之间的任务切换存在比较大的开销，为了进一步的提高并发性能和CPU的利用率，进程内部诞生了线程，线程是进程内的一个执行单元，一个进程可以包含多个线程。相比于进程，线程之间的切换和通信成本更低。线程共享进程的内存空间和系统资源，这使得线程之间的数据交换更加容易。

线程是指“进程代码段”的一次顺序执行流程。线程是CPU调度的最小单位。一个进程可以有一个或多个线程，各个线程之间共享进程的内存空间、系统资源，进程仍然是操作系统资源分配的最小单位。

对于Java来说，Java代码都运行在JVM（Java虚拟机）之中，每当运行一个Java程序，就会启动一个JVM进程，在JVM内部，所有代码以线程来运行，在这个JVM进程中，起码会存在两个线程，一个是main线程，而另一个是GC垃圾回收线程。当程序运行完后，JVM进程也就结束了。

4. 进程与线程的区别

• 一个进程由一个或多个线程组成
• 线程是CPU调度的最小单位，进程是操作系统分配资源的最小单位。线程的划分尺度小于进程。
• 创建和终止进程的开销通常较大，因为操作系统需要为进程分配独立的内存空间和系统资源。相比之下，创建和终止线程的开销较小，因为线程共享进程的资源。
• 操作系统在进行任务调度时，会为每个进程分配时间片。而线程作为进程内的执行单元，由进程来进行调度。在多核处理器系统中，多线程技术可以实现真正的并行执行，进一步提高系统性能。