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  • 线程与进程的区别

    进程与线程的区别是很重要的一个知识点,也是面试中经常问到的。网上转载博客痕迹明显,且千篇一律。我简单提取下,记录下来,希望能帮到你。另外在 LeetCode 上也有关于此问题的讨论,可以直接浏览“Read more” 部分。

    引入进程之前–多道程序设计

    概述

    多道程序设计技术是操作系统最早引入的技术,它的设计思想是允多个程序同时进入内存并运行,其目的是为了CPU的利用率,进而提高系统效率。

    特点

    多道程序设计技术引入之前,多个程序串行执行。只存在一个程序计数器(PC, program counter),一个程序执行完毕之后,才会执行下一个程序。而多道程序设计技术允许多个程序同时进入内存并运行,那就要每个程序分配程序计数器。如果内存中有四个程序在并发执行,那就需要四个程序计数器。

    新技术带来的问题

    一个技术、一个机制的引入,一方面解决了以前棘手的问题,但同时,往往带来新的问题。多道程序设计技术也是如此。


    多道程序设计技术允许多个程序同时进入内存并运行,在这样的并发环境下,如何描述、刻画这样执行的程序呢?因此引入了“进程”。


    进程(Process)

    定义

    进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配和调度(若不支持线程机制,进程的系统调度的单位。否则,线程是系统调度的单位)的独立单位。

     特点

    • 进程是程序的一次执行过程。若程序执行两次甚至多次,则需要两个甚至多个进程。
    • 进程是是正在运行程序的抽象。它代表运行的CPU,也称进程是对CPU的抽象。(虚拟技术的支持,将一个CPU变幻为多个虚拟的CPU)
    • 系统资源(如内存、文件)以进程为单位分配。
    • 操作系统为每个进程分配了独立的地址空间
    • 操作系统通过“调度”把控制权交给进程。

    为什么引入线程 有了进程这概念之后 应用程序可以并发地去执行了 那么为什么要在进程当中再派生出线程呢?

    为什么引入线程?

    首先我们引入了进程这个概念,虽然进程有利于资源的管理和保护。然而在实际应用中,进程有这样的问题: 
    1. 进程切换的代价、开销比较大; 
    2. 在一个进程内也需要并行执行多个程序,实现不同的功能。 
    3. 进程有时候性能比较低。

    引入线程有以下三个方面的考虑

    1. 应用的需要。比如打开一个浏览器,我想一边浏览网页,一边下载文件,一边播放音乐。如果一个浏览器是一个进程,那么这样的需求需要线程机制。
    2. 开销的考虑。在进程内创建、终止线程比创建、终止进程要快。同一进程内的线程间切换比进程间的切换要快,尤其是用户级线程间的切换。线程之间相互通信无须通过内核(同一进程内的线程共享内存和文件)
    3. 性能的考虑。多个线程中,任务功能不同(有的负责计算,有的负责I/O),如果有多个处理器,一个进程就可以有很多的任务同时在执行。

    线程的属性

    线程

    • 有标识符ID
    • 有状态及状态转换,所以需要提供一些状态转换操作
    • 不运行时需要保存上下文环境,所以需要程序计数器等寄存器
    • 有自己的栈和栈指针
    • 共享所在进程的地址空间和其它资源
    • -

    进程与线程区别

      1. 定义方面:进程是程序在某个数据集合上的一次运行活动;线程是进程中的一个执行路径。(进程可以创建多个线程)
      2. 角色方面:在支持线程机制的系统中,进程是系统资源分配的单位,线程是CPU调度的单位。
      3. 资源共享方面:进程之间不能共享资源,而线程共享所在进程的地址空间和其它资源。同时线程还有自己的栈和栈指针,程序计数器等寄存器。
      4. 独立性方面:进程有自己独立的地址空间,而线程没有,线程必须依赖于进程而存在。
      5. 开销方面。进程切换的开销较大。线程相对较小。(前面也提到过,引入线程也出于了开销的考虑。)
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