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  • 关于进程与线程

    进程是资源分配的最小单位,线程是CPU调度的最小单位

    一、进程(Process)

    1、什么是进程

    进程(Process)是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配和调度的基本单位,是操作系统结构的基础。

    在早期面向进程设计的计算机结构中,进程是程序的基本执行实体;在当代面向线程设计的计算机结构中,进程是线程的容器。

    程序是指令、数据及其组织形式的描述,进程是程序的实体。

    二、线程

    1、什么是线程

    线程(thread),有时被称为轻量级进程(Lightweight Process,LWP),是程序执行流的最小单元。一个标准的线程由线程 ID、当前指令指针(PC)、寄存器集合和堆栈组成。

    另外,线程是进程中的一个实体,是被系统独立调度和分派的基本单位,线程自己不拥有系统资源,只拥有一点儿在运行中必不可少的资源,但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。

    一个线程可以创建和撤消另一个线程,同一进程中的多个线程之间可以并发执行。

    由于线程之间的相互制约,致使线程在运行中呈现出间断性。

    2、线程的基本状态

    线程有就绪阻塞运行三种基本状态:

    • 就绪状态是指线程具备运行的所有条件,逻辑上可以运行,在等待处理机
    • 运行状态是指线程占有处理机正在运行
    • 阻塞状态是指线程在等待一个事件(如某个信号量),逻辑上不可执行

    每一个程序都至少有一个线程,若程序只有一个线程,那就是程序本身。
    线程是程序中一个单一的顺序控制流程。

    进程内一个相对独立的、可调度的执行单元,是系统独立调度和分派CPU的基本单位指运行中的程序的调度单位。

    3、什么是多线程

    在单个程序中同时运行多个线程完成不同的工作,称为多线程

    三、进程和线程区别

    进程是资源分配的基本单位。所有与该进程有关的资源,都被记录在进程控制块 PCB 中。以表示该进程拥有这些资源或正在使用它们。
    另外,进程也是抢占处理机的调度单位,它拥有一个完整的虚拟地址空间。

    当进程发生调度时,不同的进程拥有不同的虚拟地址空间,而同一进程内的不同线程共享同一地址空间。
    与进程相对应,线程与资源分配无关,它属于某一个进程,并与进程内的其他线程一起共享进程的资源。

    线程只由相关堆栈(系统栈或用户栈)寄存器和线程控制表TCB组成。寄存器可被用来存储线程内的局部变量,但不能存储其他线程的相关变量。
    通常在一个进程中可以包含若干个线程,它们可以利用进程所拥有的资源。在引入线程的操作系统中,通常都是把进程作为分配资源的基本单位,而把线程作为独立运行和独立调度的基本单位

    由于线程比进程更小,基本上不拥有系统资源,故对它的调度所付出的开销就会小得多,能更高效的提高系统内多个程序间并发执行的程度,从而显著提高系统资源的利用率和吞吐量。因而近年来推出的通用操作系统都引入了线程,以便进一步提高系统的并发性,并把它视为现代操作系统的一个重要指标。

    线程与进程的区别可以归纳为以下4点:

    1. 地址空间和其它资源(如打开文件):进程间相互独立,同一进程的各线程间共享。某进程内的线程在其它进程不可见。

    2. 通信:进程间通信IPC,线程间可以直接读写进程数据段(如全局变量)来进行通信——需要进程同步和互斥手段的辅助,以保证数据的一致性。

    3. 调度和切换:线程上下文切换比进程上下文切换要快得多。

    4. 在多线程OS中,进程不是一个可执行的实体。

    四、多进程和多线程的比较

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