进程与线程的一个简单解释

先来了解下进程和线程的概念
关于多进程和多线程,教科书上最经典的一句话是“进程是资源分配的最小单位,线程是CPU调度的最小单位”。

进程(Process)

进程(Process)是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配和调度的基本单位,是操作系统结构的基础。在早期面向进程设计的计算机结构中,进程是程序的基本执行实体;在当代面向线程设计的计算机结构中,进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描述,进程是程序的实体。

线程

线程(thread),有时被称为轻量级进程(Lightweight Process,LWP),是程序执行流的最小单元。一个标准的线程由线程ID,当前指令指针(PC),寄存器集合和堆栈组成。另外,线程是进程中的一个实体,是被系统独立调度和分派的基本单位,线程自己不拥有系统资源,只拥有一点儿在运行中必不可少的资源,但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。一个线程可以创建和撤消另一个线程,同一进程中的多个线程之间可以并发执行。由于线程之间的相互制约,致使线程在运行中呈现出间断性。线程也有就绪阻塞运行三种基本状态。就绪状态是指线程具备运行的所有条件,逻辑上可以运行,在等待处理机;运行状态是指线程占有处理机正在运行;阻塞状态是指线程在等待一个事件(如某个信号量),逻辑上不可执行。每一个程序都至少有一个线程,若程序只有一个线程,那就是程序本身。
线程是程序中一个单一的顺序控制流程。进程内一个相对独立的、可调度的执行单元,是系统独立调度和分派CPU的基本单位指运行中的程序的调度单位。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

进程和线程区别

进程是资源分配的基本单位。所有与该进程有关的资源,都被记录在进程控制块PCB中。以表示该进程拥有这些资源或正在使用它们。
另外,进程也是抢占处理机的调度单位,它拥有一个完整的虚拟地址空间。当进程发生调度时,不同的进程拥有不同的虚拟地址空间,而同一进程内的不同线程共享同一地址空间。
与进程相对应,线程与资源分配无关,它属于某一个进程,并与进程内的其他线程一起共享进程的资源。

线程只由相关堆栈(系统栈或用户栈)寄存器和线程控制表TCB组成。寄存器可被用来存储线程内的局部变量,但不能存储其他线程的相关变量。
通常在一个进程中可以包含若干个线程,它们可以利用进程所拥有的资源。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。

多进程和多线程的比较

一.为何需要多进程(或者多线程),为何需要并发?

这个问题或许本身都不是个问题。但是对于没有接触过多进程编程的朋友来说,他们确实无法感受到并发的魅力以及必要性。
我想,只要你不是整天都写那种int main()到底的代码的人,那么或多或少你会遇到代码响应不够用的情况,也应该有尝过并发编程的甜头。就像一个快餐点的服务员,既要在前台接待客户点餐,又要接电话送外卖,没有分身术肯定会忙得你焦头烂额的。幸运的是确实有这么一种技术,让你可以像孙悟空一样分身,灵魂出窍,乐哉乐哉地轻松应付一切状况,这就是多进程/线程技术。
并发技术,就是可以让你在同一时间同时执行多条任务的技术。你的代码将不仅仅是从上到下,从左到右这样规规矩矩的一条线执行。你可以一条线在main函数里跟你的客户交流,另一条线,你早就把你外卖送到了其他客户的手里。

所以,为何需要并发?因为我们需要更强大的功能,提供更多的服务,所以并发,必不可少。

二.多进程

什么是进程。最直观的就是一个个pid,官方的说法就:进程是程序在计算机上的一次执行活动
说得简单点,下面这段代码执行的时候