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进程与线程的区别

时间:2022-10-21 21:44:42浏览次数:45  
标签:执行 操作系统 区别 程序 线程 进程 上下文

进程

资源分配的最小单位。 计算机的核心是cpu,进程和线程都是一个时间段的描述,是CPU工作时间段的描述。我们打开浏览器,实际上就是打开了一个进程,它就会被载入内存空间,并在逻辑上产生一个独立的实例,这就是进程。进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。它是操作系统动态执行的基本单元,在传统的操作系统中,进程既是基本的分配单元,也是基本的执行单元。

进程的概念主要有两点:第一,进程是一个实体。每一个进程都有它自己的地址空间,一般情况下,包括文本区域(text region)、数据区域(data region)和堆栈(stack region)。文本区域存储处理器执行的代码;数据区域存储变量和进程执行期间使用的动态分配的内存;堆栈区域存储着活动过程调用的指令和本地变量。第二,进程是一个“执行中的程序”。程序是一个没有生命的实体,只有处理器赋予程序生命时(操作系统执行之),它才能成为一个活动的实体,我们称其为进程。

进程(Process)是操作系统分配资源的基本单位,一个进程拥有的资源有自己的堆、栈、虚存空间(页表)、文件描述符等信息。 从编程的角度来理解进程,可以把它看作是一个类或一个 PCB(Process Control Block)进程控制块的结构体,这个结构体中大致包含以下几个内容:

进程编号 PID:进程的身份标识。
进程的状态:
新建状态
就绪状态
运行状态
阻塞状态
销毁状态
执行优先级
上下文:保存本次执行状态,以便下次继续执行,这个过程就是一个上下文。
内存地址


线程

是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流,一个进程中可以并发多个线程,每条线程并行执行不同的任务。同一进程中的多条线程将共享该进程中的全部系统资源,如虚拟地址空间,文件描述符和信号处理等等。但同一进程中的多个线程有各自的调用栈(call stack),自己的寄存器环境(register context),自己的线程本地存储(thread-local storage)。

线程是一组指令的集合,或者是程序的特殊段,它可以在程序里独立执行。也可以把它理解为代码运行的上下文。所以线程基本上是轻量级的进程,它负责在单个程序里执行多任务。通常由操作系统负责多个线程的调度和执行。

线程是程序中一个单一的顺序控制流程.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.

 

线程和进程之间的关系

线程和进程的区别在于,子进程和父进程有不同的代码和数据空间,而多个线程则共享数据空间,每个线程有自己的执行堆栈和程序计数器为其执行上下文.多线程主要是为了节约CPU时间,发挥利用,根据具体情况而定. 线程的运行中需要使用计算机的内存资源和CPU。

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。

 

线程优势
线程是轻量级的进程,一个进程中包含了多个线程,因此多个线程间可以共享进程资源,线程和进程的关系如下图所示:

 

其中,堆和方法区是可以共享的区域,而程序计数器和栈是每个线程私有的。

程序计数器是一块内存区域,用来记录线程当前要执行的指令地址。
栈是用来记录每个线程自己的局部变量的。
堆中存放的是当前程序创建的所有对象。
方法区存放的是常量和静态变量等信息。
进程和线程的区别
进程和线程的区别主要体现在以下几点。

区别1:从属关系不同
从属关系不同:进程是正在运行程序的实例,进程中包含了线程,而线程中不能包含进程。

区别2:描述侧重点不同
描述侧重点不同:进程是操作系统分配资源的基本单位,而线程是操作系统调度的基本单位。

区别3:共享资源不同
共享资源不同:多个进程间不能共享资源,每个进程有自己的堆、栈、虚存空间(页表)、文件描述符等信息,而线程可以共享进程资源文件(堆和方法区)。

区别4:上下文切换速度不同
上下文切换速度不同:线程上下文切换速度很快(上下文切换指的是从一个线程切换到另一个线程),而进程的上下文切换的速度比较慢。

区别5:操纵者不同
操纵者不同:一般情况下进程的操纵者是操作系统,而线程的操纵者是编程人员。

总结
进程是操作系统分配资源的基本单位,而线程是操作系统调度的基本单位。一个进程中至少包含一个线程,线程不能独立于进程而存在。进程不能共享资源,而线程可以。线程可以看作是轻量级的进程,它们的主要区别体现在:从属关系、描述侧重点、共享资源、上下文切换速度和操纵对象等不同。 ​

标签:执行,操作系统,区别,程序,线程,进程,上下文
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