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进程和线程关系

时间:2023-01-03 21:39:06浏览次数:65  
标签:关系 车间 操作系统 线程 linux 进程 CPU

 

进程是系统进行资源分配的基本单位,有独立的内存地址空间;
线程是CPU调度的基本单位,没有单独地址空间,有独立的栈,局部变量,寄存器,程序计数器等

只有进程有自己的 address space,而这个 space 中经过合法申请的部分叫做 process space。Process space 之外的地址都是非法地址。

当一个线程向非法地址读取或者写入,无法确认这个操作是否会影响同一进程中的其它线程,所以只能是整个进程一起崩溃。

 

现代操作系统对于线程的支持方式不同,导致题主的问题在不同的操作系统下有不同的结果。
所谓现代的操作系统,是指支持多用户,支持并行处理的操作系统。鉴于此因,操作系统一般都设计成支持两种工作模式,user mode和kernel mode,这两种模式相互隔绝无法直接访问,避免用户程序对于底层资源的直接访问,通过system call的调用实现交互目的,从而实现操作系统对资源分配的公平和系统的高效率。
对于linux而言,其对线程的支持是在user mode内实现的,而linux的scheduler(任务调度器)却是工作在kernel mode的,对于linux的job scheduler而言,他的调度对象还是进程,线程这个概念对他而言是透明的。就像一个大公司的老板,他的管理单元是部门,不会细究部门内某个人的事情。所以,对于题主的问题在linux下,线程异常退出的结果就是其父进程也跟着退出,即使这个线程的父进程下的其他多个兄弟线程都工作正常。我们在平常的工作中应该经常遇到过由于某个java线程异常退出而导致整个tomcat进程重启或退出,就是由于这个原因。

而信奉扁平式管理的fans MS windows(win 2000?以后)以后及SUN的solaris 8(?)以后版本,他们的scheduler是可以直接对线程操作的,他们不仅像linux一样,为每一个进程维护相应的PCB(process control block),针对线程还维护了一套相应的Thread Control Block - TCB, 以实现context switch。 solaris甚至突破了一个进程调用多个线程的思路,衍生了多个进程对应更多个线程执行同一个任务的实现方式。在这种情况下是可以出现某个线程异常退出,但是没有影响其父进程和其他兄弟线程的工作状态的情况发生。

​ https://www.zhihu.com/question/22397613​

 

​进程​​​(process)和​​线程​​(thread)是操作系统的基本概念,但是它们比较抽象,不容易掌握。

最近,我读到一篇​​材料​​,发现有一个很好的类比,可以把它们解释地清晰易懂。

1.

进程和线程关系_线程

计算机的核心是CPU,它承担了所有的计算任务。它就像一座工厂,时刻在运行。

2.

进程和线程关系_线程_02

假定工厂的电力有限,一次只能供给一个车间使用。也就是说,一个车间开工的时候,其他车间都必须停工。背后的含义就是,单个CPU一次只能运行一个任务。

3.

进程和线程关系_进程_03

进程就好比工厂的车间,它代表CPU所能处理的单个任务。任一时刻,CPU总是运行一个进程,其他进程处于非运行状态。

4.

进程和线程关系_父进程_04

一个车间里,可以有很多工人。他们协同完成一个任务。

5.

进程和线程关系_父进程_05

线程就好比车间里的工人。一个进程可以包括多个线程。

6.

进程和线程关系_进程_06

车间的空间是工人们共享的,比如许多房间是每个工人都可以进出的。这象征一个进程的内存空间是共享的,每个线程都可以使用这些共享内存。

7.

进程和线程关系_父进程_07

可是,每间房间的大小不同,有些房间最多只能容纳一个人,比如厕所。里面有人的时候,其他人就不能进去了。这代表一个线程使用某些共享内存时,其他线程必须等它结束,才能使用这一块内存。

8.

进程和线程关系_父进程_08

一个防止他人进入的简单方法,就是门口加一把锁。先到的人锁上门,后到的人看到上锁,就在门口排队,等锁打开再进去。这就叫​​"互斥锁"​​(Mutual exclusion,缩写 Mutex),防止多个线程同时读写某一块内存区域。

9.

进程和线程关系_进程_09

还有些房间,可以同时容纳n个人,比如厨房。也就是说,如果人数大于n,多出来的人只能在外面等着。这好比某些内存区域,只能供给固定数目的线程使用。

10.

进程和线程关系_进程_10

这时的解决方法,就是在门口挂n把钥匙。进去的人就取一把钥匙,出来时再把钥匙挂回原处。后到的人发现钥匙架空了,就知道必须在门口排队等着了。这种做法叫做​​"信号量"​​(Semaphore),用来保证多个线程不会互相冲突。

不难看出,mutex是semaphore的一种特殊情况(n=1时)。也就是说,完全可以用后者替代前者。但是,因为mutex较为简单,且效率高,所以在必须保证资源独占的情况下,还是采用这种设计。

11.

进程和线程关系_父进程_11

操作系统的设计,因此可以归结为三点:

(1)以多进程形式,允许多个任务同时运行;

(2)以多线程形式,允许单个任务分成不同的部分运行;

(3)提供协调机制,一方面防止进程之间和线程之间产生冲突,另一方面允许进程之间和线程之间共享资源。

(完)

​http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/04/processes_and_threads.html​

 



标签:关系,车间,操作系统,线程,linux,进程,CPU
From: https://blog.51cto.com/u_15147537/5986778

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