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进程和线程的区别

2018年05月12日 ⁄ 综合 ⁄ 共 5603字 ⁄ 字号 评论关闭
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说法一:进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位.

线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源.

一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行



说法二:进程和线程都是由操作系统所体会的程序运行的基本单元,系统利用该基本单元实现系统对应用的并发性。进程和线程的区别在于:

简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.

线程的划分尺度小于进程,使得多线程程序的并发性高。

另外,进程在执行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存,从而极大地提高了程序的运行效率。

线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行,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。

从逻辑角度来看,多线程的意义在于一个应用程序中,有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用,来实现进程的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别。



说法三:多线程共存于应用程序中是现代操作系统中的基本特征和重要标志。用过UNIX操作系统的读者知道进程,在UNIX操作系统中,每个应用程序的执行都在操作系统内核中登记一个进程标志,操作系统根据分配的标志对应用程序的执行进行调度和系统资源分配,但进程和线程有什么区别呢?

进程和线程都是由操作系统所体会的程序运行的基本单元,系统利用该基本单元实现系统对应用的并发性。进程和线程的区别在于:

线程的划分尺度小于进程,使得多线程程序的并发性搞。

另外,进程在执行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存,从而极大地提高了程序的运行效率。

线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行,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。

从逻辑角度来看,多线程的意义在于一个应用程序中,有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用,来实现进程的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别。

进程(Process)是最初定义在Unix等多用户、多任务操作系统环境下用于表示应用程序在内存环境中基本执行单元的概念。以Unix操作系统为例,进程是Unix操作系统环境中的基本成分、是系统资源分配的基本单位。Unix操作系统中完成的几乎所有用户管理和资源分配等工作都是通过操作系统对应用程序进程的控制来实现的。

C、C++、Java等语言编写的源程序经相应的编译器编译成可执行文件后,提交给计算机处理器运行。这时,处在可执行状态中的应用程序称为进程。从用户角度来看,进程是应用程序的一个执行过程。从操作系统核心角度来看,进程代表的是操作系统分配的内存、CPU时间片等资源的基本单位,是为正在运行的程序提供的运行环境。进程与应用程序的区别在于应用程序作为一个静态文件存储在计算机系统的硬盘等存储空间中,而进程则是处于动态条件下由操作系统维护的系统资源管理实体。多任务环境下应用程序进程的主要特点包括:

●进程在执行过程中有内存单元的初始入口点,并且进程存活过程中始终拥有独立的内存地址空间;

●进程的生存期状态包括创建、就绪、运行、阻塞和死亡等类型;

●从应用程序进程在执行过程中向CPU发出的运行指令形式不同,可以将进程的状态分为用户态和核心态。处于用户态下的进程执行的是应用程序指令、处于核心态下的应用程序进程执行的是操作系统指令。

在Unix操作系统启动过程中,系统自动创建swapper、init等系统进程,用于管理内存资源以及对用户进程进行调度等。在Unix环境下无论是由操作系统创建的进程还要由应用程序执行创建的进程,均拥有唯一的进程标识(PID)。

说法四:应用程序在执行过程中存在一个内存空间的初始入口点地址、一个程序执行过程中的代码执行序列以及用于标识进程结束的内存出口点地址,在进程执行过程中的每一时间点均有唯一的处理器指令与内存单元地址相对应。

Java语言中定义的线程(Thread)同样包括一个内存入口点地址、一个出口点地址以及能够顺序执行的代码序列。但是进程与线程的重要区别在于线程不能够单独执行,它必须运行在处于活动状态的应用程序进程中,因此可以定义线程是程序内部的具有并发性的顺序代码流。

Unix操作系统和Microsoft Windows操作系统支持多用户、多进程的并发执行,而Java语言支持应用程序进程内部的多个执行线程的并发执行。多线程的意义在于一个应用程序的多个逻辑单元可以并发地执行。但是多线程并不意味着多个用户进程在执行,操作系统也不把每个线程作为独立的进程来分配独立的系统资源。进程可以创建其子进程,子进程与父进程拥有不同的可执行代码和数据内存空间。而在用于代表应用程序的进程中多个线程共享数据内存空间,但保持每个线程拥有独立的执行堆栈和程序执行上下文(Context)。

基于上述区别,线程也可以称为轻型进程 (Light Weight Process,LWP)。不同线程间允许任务协作和数据交换,使得在计算机系统资源消耗等方面非常廉价。

线程需要操作系统的支持,不是所有类型的计算机都支持多线程应用程序。Java程序设计语言将线程支持与语言运行环境结合在一起,提供了多任务并发执行的能力。这就好比一个人在处理家务的过程中,将衣服放到洗衣机中自动洗涤后将大米放在电饭锅里,然后开始做菜。等菜做好了,饭熟了同时衣服也洗好了。

需要注意的是:在应用程序中使用多线程不会增加 CPU 的数据处理能力。只有在多CPU 的计算机或者在网络计算体系结构下,将Java程序划分为多个并发执行线程后,同时启动多个线程运行,使不同的线程运行在基于不同处理器的Java虚拟机中,才能提高应用程序的执行效率。

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进程和线程都是由操作系统所体会的程序运行的基本单元,系统利用该基本单元实现系统对应用的并发性。进程和线程的区别在于:

简而言之

,
一个程序至少有一个进程

,
一个进程至少有一个线程

.

线程的划分尺度小于进程,使得多线程程序的并发性高。

另外,进程在执行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存,从而极大地提高了程序的运行效率。

线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行,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。

从逻辑角度来看,多线程的意义在于一个应用程序中,有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用,来实现进程的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别。

进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动

,
进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位

.

线程是进程的一个实体

,


CPU
调度和分派的基本单位

,
它是比进程更小的能独立运行的基本单位

.
线程自己基本上不拥有系统资源

,
只拥有一点在运行中必不可少的资源

(
如程序计数器

,
一组寄存器和栈

),
但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源

.

一个线程可以创建和撤销另一个线程

;
同一个进程中的多个线程之间可以并发执行

.


程和线程的主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式。进程有独立的地址空间,一个进程崩溃后,在保护模式下不会对其它进程产生影响,而线程只是一个
进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量,但线程之间没有单独的地址空间,一个线程死掉就等于整个进程死掉,所以多进程的程序要比多线程的程序
健壮,但在进程切换时,耗费资源较大,效率要差一些。但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作,只能用线程,不能用进程。如果有兴趣深入的
话,我建议你们看看《现代操作系统》或者《操作系统的设计与实现》。对就个问题说得比较清楚。


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进程与线程
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进程与线程
进程和线程是两个相对的概念,通常来说,一个进程可以定义程序的一个实例(Instan
ce)。在Win32中,进程并不执行什么,它只是占据应用程序所使用的地址空间。为了让
进程完成一定的工作,进程必须至少占有一个线程,正是这个线程负责包含进程地址空
间中的代码。实际上,一个进程可以包含几个线程,它们可以同时执行进程地址空间中
的代码。为了做到这一点,每个线程有自己的一组CPU寄存器和堆栈。每个进程中至少有
一个线程在执行其地址空间中的代码。如果没有线程执行进程地址空间中的代码,进程
也就没有继续存在的理由,系统将自动清除进程及其地址空间。
多线程的实现原理
创建一个进程时,它的第一个线程称为主线程(Primary   thread),由系统自动生成。
然后可以由这个主线程生成额外的线程,而这些线程,又可以生成更多的线程。
在运行一个多线程的程序时,从表面上看,这些线程似乎在同时运行。而实际情况并非
如此,为了运行所有的这些线程,操作系统为每个独立线程安排一些CPU时间。单CPU操
作系统以轮转方式向线程提供时间片(Quantum),每个线程在使用完时间片后交出控制
,系统再将CPU时间片分配给下一个线程。由于每个时间片足够的短,这样就给人一种假
象,好像这些线程在同时运行。创建额外线程的唯一目的就是尽可能地利用CPU时间。
多线程的问题
使用多线程编程可以给程序员带来很大的灵活性,同时也使原来需要复杂技巧才能解决
的问题变得容易起来。但是,不应该人为地将编写的程序分成一些碎片,让这些碎片按
各自的线程执行,这不是开发应用程序的正确方法。
线程很有用,但当使用线程时,可能会在解决老问题的同时产生新问题。例如要开发一
个字处理程序,并想让打印功能作为单独的线程自己执行。这听起来是很好的主意,因
为在打印时,用户可立即返回,开始编辑文档。但这样一来,在该文档被打印时文档中
的数据就有可能被修改,打印的结果就不再是所期望的内容。也许最好不要把打印功能
放在单独的线程中,不过如果一定要用多线程的话,也可以考虑用下面的方法解决:第
一种方法是锁定正在打印的文档,让用户编辑其他的文档,这样在结束打印之前,该文
档不会作任何修改;另一个方法可能更有效一些,即可以把该文档拷贝到一个临时文件
中,打印这个临时文件的内容,同时允许用户对原来的文档进行修改。当包含文档的临
时文件打印完成时,再删去这个临时文件。
通过上面的分析可以看出,多线程在帮助解决问题的同时也可能带来新问题。因此有必
要弄清楚,什么时候需要创建多线程,什么时候不需要多线程。总的来说,多线程往往
用于在前台操作的同时还需要进行后台的计算或逻辑判断的情况,而对于GUI(图形用户
接口),除了开发MDI(多文档界面)应用程序外,应尽量不使用多线程。
线程的分类
在MFC中,线程被分为两类,即工作线程和用户界面线程。如果一个线程只完成后台计算
,不需要和用户交互,那么可以使用工作线程;如果需要创建一个处理用户界面的线程
,则应使用用户界面线程。这两者的主要区别在于,MFC框架会给用户界面线程增加一个
消息循环,这样用户界面线程就可以处理自己消息队列中的消息。这样看来,如果需要
在后台作一些简单的计算(如对电子表格的重算),则首先应考虑使用工作线程,而当
后台线程需要处理比较复杂的任务,确切地说,当后台线程的执行过程会随着实际情况
的不同而改变时,就应该使用用户界面线程,以便能对不同的消息作出响应。
线程的优先级
当系统需要同时执行多个进程或多个线程时,有时会需要指定线程的优先级。线程的优
先级一般是指这个线程的基优先级,即线程相对于本进程的相对优先级和包含此线程的
进程的优先级的结合。操作系统以优先级为基础安排所有的活动线程,系统的每一个线
程都被分配了一个优先级,优先级的范围从0到31。运行时,系统简单地给第一个优先级
为31的线程分配CPU时间,在该线程的时间片结束后,系统给下一个优先级为31的线程分
配CPU时间。当没有优先级为31的线程时,系统将开始给优先级为30的线程分配CPU时间
,以此类推。除了程序员在程序中改变线程的优先级外,有时程序在执行过程中系统也
会自动地动态改变线程的优先级,这是为了保证系统对终端用户的高度响应性。比如用
户按了键盘上的某个键时,系统就会临时将处理WM_KEYDOWN消息的线程的优先级提高2到
3。CPU按一个完整的时间片执行线程,当时间片执行完毕后,系统将该线程的优先级减
1。
线程的同步
在使用多线程编程时,还有一个非常重要的问题就是线程同步。所谓线程同步是指线程
之间在相互通信时避免破坏各自数据的能力。同步问题是由前面说到的Win32系统的CPU
时间片分配方式引起的。虽然在某一时刻,只有一个线程占用CPU(单CPU时)时间,但
是没有办法知道在什么时候,在什么地方线程被打断,这样如何保证线程之间不破坏彼
此的数据就显得格外重要。在MFC中,可以使用4个同步对象来保证多线程同时运行。它
们分别是临界区对象(CCriticalSection)、互斥量对象(CMutex)、信号量对象(CS
emaphore)和事件对象(CEvent)。在这些对象中,临界区对象使用起来最简单,它的
缺点是只能同步同一个进程中的线程。另外,还有一种基本的方法,本文称为线性化方
法,即在编程过程中对一定数据的写操作都在一个线程中完成。这样,由于同一线程中
的代码总是按顺序执行的,就不可能出现同时改写数据的情况。


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