线程、进程、协程的区别是什么？

2026年01月12日

面试考察点

面试官提出这个问题，通常旨在考察以下几个层面的理解：

对并发编程基础模型的掌握：面试官不仅仅想知道三者的定义，更是想了解你是否能从操作系统和运行时层面，理解程序执行的基本单元及其演进。
对资源与调度机制的理解：核心考察点在于你能否清晰阐述它们在资源分配（如内存、CPU）、调度单位（由谁调度） 以及上下文切换成本上的本质区别。
对应用场景的权衡能力：能否结合实际开发场景（如高并发网络服务、计算密集型任务），说明为何及如何选择不同的并发模型，这反映了你的实战经验和架构思维。
对技术发展趋势的认知：是否了解协程（或 Java 中的虚拟线程）这一现代并发模型解决的问题及其优势，这能体现你是否保持技术更新。

核心答案

进程：是操作系统进行资源分配和隔离的基本单位。每个进程拥有独立的虚拟地址空间、数据段、代码段以及系统资源（如打开的文件）。进程间通信（IPC）成本高。
线程：是操作系统进行 CPU 调度和执行的基本单位，是进程内的一个子任务。同一进程的多个线程共享进程的内存和资源，因此线程间通信更高效，但同步不当易导致数据错乱。线程的创建、切换由操作系统内核管理。
协程：是一种用户态的轻量级线程，其调度完全由用户程序控制（协作式调度），而非操作系统内核。协程在单线程内实现多任务调度，切换代价极低，且能避免无意义的线程阻塞，极大提升并发吞吐量，尤其适合 I/O 密集型场景。在 Java 中，Project Loom 引入的虚拟线程即是协程理念的官方实现。

深度解析

原理/机制

进程：操作系统通过进程控制块（PCB）管理进程，为其提供独立的运行环境，实现隔离性和安全性。一个进程崩溃通常不会影响其他进程。
线程：线程是进程的实体。操作系统通过线程控制块（TCB）管理线程。线程共享进程的堆、方法区等内存空间，但拥有独立的程序计数器、栈和局部变量。内核态的线程调度涉及模式切换，成本较高。
协程/虚拟线程：其核心思想是将任务调度与操作系统线程解耦。大量轻量级的虚拟线程被映射到少数几个操作系统线程（载体线程）上执行。当一个虚拟线程因 I/O 操作而阻塞时，运行时会自动将其挂起，并在同一个载体线程上原地切换到另一个就绪的虚拟线程继续执行，从而避免了昂贵的操作系统线程上下文切换和阻塞，使得“一请求一线程”的同步编程模型得以支撑超高并发。

代码示例（Java 19+ 虚拟线程）

// 传统平台线程（重量级线程）池处理任务
ExecutorService legacyExecutor = Executors.newFixedThreadPool(200); // 创建200个OS线程成本高
legacyExecutor.submit(() -> {
    // 模拟网络I/O，当前OS线程会因此阻塞
    String result = httpClient.send(request, BodyHandlers.ofString());
    process(result);
});

// 使用虚拟线程（轻量级线程）执行任务
ExecutorService virtualThreadExecutor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();
// 可以轻松创建成千上万个虚拟线程，而底层仅需少量OS线程
virtualThreadExecutor.submit(() -> {
    // 当执行I/O时，虚拟线程被挂起，载体线程可去执行其他虚拟线程
    String result = httpClient.send(request, BodyHandlers.ofString());
    process(result); // I/O完成后自动恢复执行
});

对比分析

特性	进程	线程 (平台线程)	协程/虚拟线程
资源与隔离	独立内存空间，资源开销大，隔离性最强	共享进程内存，资源开销中等，需注意同步	共享进程内存，资源开销极小（约~1KB栈）
调度方	操作系统内核	操作系统内核	用户态运行时（JVM）
切换成本	非常高（需切换内存地址空间等）	高（需内核态/用户态切换）	极低（仅在用户态进行）
数据共享	复杂（需 IPC，如管道、套接字）	简单（共享堆内存），但需同步	简单（共享堆内存），但需同步
并发能力	低（受限于进程数）	中等（受限于 OS 线程数与上下文切换成本）	高（可轻松创建数百万个）
典型应用	需要强隔离的应用（如 Chrome 浏览器多标签页）	通用并发、计算密集型任务	高并发 I/O 密集型服务（如 Web 服务器、微服务）

最佳实践

选择进程：当需要最高的稳定性和隔离性时（例如，不同服务或模块需要完全独立运行环境）。
选择平台线程：对于计算密集型任务（如视频编码、复杂算法），线程数应接近 CPU 核心数，以避免不必要的上下文切换开销。此时虚拟线程优势不大。
选择虚拟线程/协程：对于处理大量并发 I/O 操作（如数据库调用、HTTP 请求）的应用程序，应优先使用虚拟线程。可以将其视为一种更高效的线程，用同步的代码风格获得异步的性能。
同步依然重要：无论使用线程还是虚拟线程，共享数据的同步访问（如使用 synchronized 或 ReentrantLock）都是必须的，虚拟线程并未解决数据竞争问题。

常见误区

误区一：“协程是万能的”：协程在 I/O 密集型场景下优势巨大，但在纯计算密集型任务中，若调度不当，可能因一个协程长时间占用CPU而导致其他协程“饿死”。
误区二：“有了虚拟线程，线程池不需要了”：虚拟线程本身由JVM调度，我们通常使用 Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor() 来执行任务，这本身也是一种池化和管理的思想。我们不再需要为了节约资源而使用复杂的小型线程池，但执行服务的概念依然存在。
误区三：“虚拟线程能提升单个任务的执行速度”：不能。虚拟线程提升的是系统的整体吞吐量和资源利用率，它通过避免线程阻塞来让 CPU 更忙，而不是让单个任务跑得更快。

总结

简而言之，进程提供隔离，线程实现并发，而协程（虚拟线程）则在追求极致效率的并发场景下，用更低的资源开销和调度成本超越了传统线程模型。理解它们的区别，关键在于从资源分配、调度主体和切换成本这三个维度进行剖析。在现代Java高并发开发中，熟练掌握虚拟线程的使用已成为一项重要技能。

发布于2026年01月12日|13:44:28