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news2024/11/19 10:36:07

进程和线程

进程

一个在内存中运行的应用程序。每个进程都有自己独立的一块内存空间,一个进程可以有多个线程

线程
进程中的一个执行任务(控制单元),负责当前进程中程序的执行。一个进程至少有一个线程,一个进程可以运行多个线程,多个线程可共享数据。

与进程不同的是同类的多个线程共享进程的方法区资源,但每个线程有自己的程序计数器虚拟机栈本地方法栈,所以系统在产生一个线程,或是在各个线程之间作切换工作时,负担要比进程小得多,也正因为如此,线程也被称为轻量级进程。

进程与线程的区别总结
线程具有许多传统进程所具有的特征,故又称为轻型进程(Light—Weight Process)或进程元;而把传统的进程称为重型进程(Heavy—Weight Process),它相当于只有一个线程的任务。在引入了线程的操作系统中,通常一个进程都有若干个线程,至少包含一个线程。

根本区别进程是操作系统资源分配的基本单位,而线程是处理器任务调度和执行的基本单位

资源开销:每个进程都有独立的代码和数据空间(程序上下文),程序之间的切换会有较大的开销;线程可以看做轻量级的进程,同一类线程共享代码和数据空间,每个线程都有自己独立的运行栈和程序计数器(PC),线程之间切换的开销小。

包含关系:如果一个进程内有多个线程,则执行过程不是一条线的,而是多条线(线程)共同完成的;线程是进程的一部分,所以线程也被称为轻权进程或者轻量级进程。

内存分配:同一进程的线程共享本进程的地址空间和资源,而进程之间的地址空间和资源是相互独立的

影响关系:一个进程崩溃后,在保护模式下不会对其他进程产生影响,但是一个线程崩溃整个进程都死掉。所以多进程要比多线程健壮。

执行过程:每个独立的进程有程序运行的入口、顺序执行序列和程序出口。但是线程不能独立执行,必须依存在应用程序中,由应用程序提供多个线程执行控制,两者均可并发执行

多进程和多线程区别


多进程:操作系统中同时运行的多个程序

多线程:在同一个进程中同时运行的多个任务

举个例子,多线程下载软件,可以同时运行多个线程,但是通过程序运行的结果发现,每一次结果都不一致。 因为多线程存在一个特性:随机性。造成的原因:CPU在瞬间不断切换去处理各个线程而导致的,可以理解成多个线程在抢CPU资源

多线程提高CPU使用率

多线程并不能提高运行速度,但可以提高运行效率,让CPU的使用率更高。但是如果多线程有安全问题或出现频繁的上下文切换时,运算速度可能反而更低。

进程通信方式

管道:速度慢,容量有限,只有父子进程能通讯

消息队列:容量受到系统限制,且要注意第一次读的时候,要考虑上一次没有读完数据的问题

信号量:不能传递复杂消息,只能用来同步

共享内存区:可以说这是最有用的进程间通信方式。它使得多个进程可以访问同一块内存空间,不同进程可以及时看到对方进程中共享内存中数据的更新。这种方式需要依靠某种同步操作,如互斥锁和信号量等。

套接字(socket):这是一种更为一般的进程间通信机制,它可用于网络中不同机器之间的进程间通信,应用非常广泛。

进程的三种状态

原文链接:操作系统:进程与线程之间的区别及联系 - 知乎 (zhihu.com)

就绪(Ready)状态:当进程分配到除CPU以外的必要资源后,只要再获得CPU,便可以立即执行,进程这时的状态为就绪状态。在一个系统中处于就绪状态的进程可能有多个,通常将它们排成一个队列,称为就绪队列。

阻塞(Blocked)状态:正在执行的进程由于发生某事件或接受某消息无法继续执行时,便放弃处理机而处于暂停状态,也即进程的执行收到阻塞,把这种暂停状态称为阻塞状态,有时也称为等待状态和封锁状态。通常使进程处于阻塞的原因有:请求I/O,申请缓冲空间。也会产生一个相应的阻塞队列。

运行(Running)状态:进程已获得CPU,其程序正在执行。在单处理机系统中,只有一个进程处于执行状态,在多处理机系统中,则有多个进程处于执行状态;

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