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  • 探究进程和线程为何物?

    前言:

    如果只是记得,进程是操作系统分配资源的最小单位线程是CPU调度的最小单位,那远远是不够的。

    此文会带你了解进程和线程的本质和原理,看完本文之后你会发现或许你对问题的回答,有新的理解。

    一、进程是什么?

    进程是执行中一段程序,即一旦程序被载入到内存中并准备执行,它就是一个进程。进程是表示资源分配的的基本概念,又是调度运行的基本单位,是系统中的并发执行的单位。

    进程是一组指令集合,静态存储于磁盘中。当一个程序执行时,操作系统会将其加载进在内存中,形成一个逻辑,也就是进程,

    并会为其分配所需资源部包括CPU、文件、IO设备、网络句柄等。所以也可以得出进程是操作系统分配资源的最小单位。

    接下来,我们来看下面的这幅图,可能更直观:

     

    CPU的执行速度远超于磁当进程所需的资源就绪后,就可以等待CPU调度,其中除CPU外,进程所拥有的其他资源构成了进程的执行环境,即进程上下文。

    一个进程执行完其获取的CPU时间后,就需要被切换,切换前,需要保存其上下文切换后,等待CPU下一次临幸。

     

    二、线程是什么?

    同一时间段,进程只能执行一个任务(读文件A的时候,不能读文件B),符合计算机单核CPU的环境,但是随着技术的发展,业界开始为计算机配备多核CPU,所以为了充分利用CPU的性能,操作系统引入了线程。

    一个进程可以创建多个线程,每个线程拥有自己运行所需的堆栈、程序计数器等资源。同时线程之间可以共享父进程的资源。

    一个线程只能属于一个进程,但是一个进程可以拥有多个线程。多线程处理就是允许一个进程中在同一时刻执行多个任务。、

    进程执行,其实就是进程中的线程获取到CPU时间后运行,所以线程是CPU调度的最小单位。一个进程可以创建多个线程,多核CPU可以同时调度多个线程,所以一个进程可以并发得执行多个任务。

     三、进程和线程之间的区别?

    相同点:

      进程和线程都有ID/寄存器组、状态和优先权、信息块,创建后都可更改自己的属性,都可与父进程共享资源、都不鞥直接访问其他无关进程或线程的资源。

    不同点:

    • 进程之间,相互独立,各不影响,而线程既拥有自己的私有资源(栈、程序计数器等),但又与其他线程共享父进程的资源(内存、文件、网络句柄等)。
    • 一个进程可以创建多个线程,线程不能脱离进程独立存在。
    • 线程上下文切换比进程上下文切换效率更高
    • 进程是操作系统分配资源的最小单位,线程是CPU调度的最小单位
    • 线程是一种轻量级的进程,与进程相比,线程给操作系统带来侧创建、维护、和管理的负担要轻,意味着线程的代价或开销比较小。
    • 线程没有地址空间,线程包含在进程的地址空间中。线程上下文只包含一个堆栈、一个寄存器、一个优先权,线程文本包含在他的进程 的文本片段中,进程拥有的所有资源都属于线程。所有的线程共享进程的内存和资源。
    • 父和子进程使用进程间通信机制,同一进程的线程通过读取和写入数据到进程变量来通信。
    • 进程内的任何线程都被看做是同位体,且处于相同的级别。不管是哪个线程创建了哪一个线程,进程内的任何线程都可以销毁、挂起、恢复和更改其它线程的优先权。线程也要对进程施加控制,进程中任何线程都可以通过销毁主线程来销毁进程,销毁主线程将导致该进程的销毁,对主线程的修改可能影响所有的线程。
    • 子进程不对任何其他子进程施加控制,进程的线程可以对同一进程的其它线程施加控制。子进程不能对父进程施加控制,进程中所有线程都可以对主线程施加控制。

     

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