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在Java中多线程和多进程有什么区别_Java并发与并行概念解析

P粉602998670

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发布时间:2026-01-20 13:25:25

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来源于php中文网

原创

Java中没有多进程编程,只有单JVM进程;多线程共享内存与资源,故障不隔离;真需多进程须用ProcessBuilder或Runtime.exec()启动新JVM实例。

在java中多线程和多进程有什么区别_java并发与并行概念解析

Java里没有“多进程编程”这回事——java -jar app.jar 启动的永远是**1个JVM进程**,里面跑再多 new Thread().start() 也还是这一个进程;真要搞多进程,得靠 ProcessBuilderRuntime.exec() 去调操作系统命令,自己拉起另一个 JVM 实例。

Java中线程和进程的资源归属完全不同

进程是操作系统分配资源的最小单位,有独立内存空间、文件描述符、PID;线程只是 CPU 调度的基本单位,必须依附于进程存在。JVM 进程启动后,默认至少含两个线程:main 线程(执行你的 main() 方法)和若干 JVM 守护线程(如 Reference HandlerFinalizer),它们共享堆、方法区、已加载类等资源。

  • 你写的每个 new Thread().start(),只在当前 JVM 进程内新增空间和线程控制块(TCB),不申请新地址空间、不触发 fork 系统调用
  • 一旦某个线程因未捕获异常崩溃(比如 NullPointerException 在后台线程抛出),整个 JVM 进程会退出——因为线程不是隔离容器,而是共享生命体
  • 想验证?用 jps -l 查看 Java 进程数,再用 jstack 看线程列表:你会发现几十上百个线程都挤在一个 PID 下

为什么不能用多线程替代多进程来隔离故障

多线程共享堆内存,意味着一个线程把 static Map cache 搞乱了,所有线程都会读到脏数据;而多进程天然内存隔离,A 进程 OOM 不影响 B 进程运行。

  • 典型踩坑场景:用线程池处理用户上传的脚本(如 Groovy/JSR-223),若脚本死循环或内存泄漏,整个服务不可用;换成 ProcessBuilder 启动独立 JVM 执行,超时可 destroyForcibly() 杀掉,主服务稳如泰山
  • Java 本身不提供进程间共享内存或信号量机制,IPC 得靠文件、Socket、Pipe 或第三方库(如 Chronicle Queue)
  • ProcessBuilder 启动子进程时,父子进程默认不共享标准输入输出流,需显式重定向(redirectInput() / redirectOutput())才能通信

创建开销和上下文切换的实际差距

线程创建快,但不代表“随便开”。Linux 下 pthread_create() 约耗时 300 微秒,而 fork() + exec() 组合通常要 2000+ 微秒;但线程上下文切换(约 300 微秒)比进程切换(约 2000 微秒)轻量得多——这是高并发 I/O 场景选线程、稳定性敏感场景选进程的根本依据。

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  • Web 服务器用线程池处理 HTTP 请求:连接多、计算少、需共享 session/cache → 线程高效
  • 批处理任务调度系统:不同客户脚本互不信任、需硬性资源限制(CPU 时间、内存上限)→ 必须用进程隔离
  • JVM 默认栈大小是 1MB(64 位 Linux),开 1000 个线程 ≈ 占用 1GB 栈内存,容易触发 OutOfMemoryError: unable to create new native thread
ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder("java", "-cp", "lib/*", "com.example.SandboxRunner", "script.groovy");
pb.redirectOutput(ProcessBuilder.Redirect.INHERIT); // 复用父进程 stdout
pb.redirectErrorStream(true);
try {
    Process p = pb.start();
    boolean finished = p.waitFor(30, TimeUnit.SECONDS);
    if (!finished) {
        p.destroyForcibly(); // 强制终止,避免僵尸进程
    }
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
}

真正麻烦的从来不是“怎么写”,而是“什么时候不该用线程”——比如你正在写一个插件沙箱、用户代码执行器、或者需要 cgroup 限频限存的服务,这时候还执着于 ExecutorService,就等于把所有鸡蛋放在一个篮子里,还嫌篮子不够结实。

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