【併發】線程與進程的區別

線程與進程有不少相似的性質，所以人們習慣上也稱線程爲輕量級進程（ lightweight

process, LWP），也是CPU調度和分派的基本單元；而傳統意義上的進程則被稱爲重量級進

程（heavyweight process, HWP），從現代的角度來看，它就是隻擁有一個線程的進程。如

果進程有多個控制線程，那麼它就能同時執行多個任務。他們之間的關係能夠簡單的由下圖表示：

　　　　　　　　　　　　　　圖2.1 進程與線程的區別

下面，咱們主要從調度、併發性、系統開銷、擁有資源等方面來對線程和進程進行比較。

 

調度

在傳統的操做系統中，CPU調度和分派的基本單位是進程。而在引入線程的操做系統中，則

把線程做爲CPU調度和分派的基本單位，進程則做爲資源擁有的基本單位，從而使傳統進程

的兩個屬性分開，線程便能輕裝運行，這樣能夠顯著地提升系統的併發性。同一進程中線程

的切換不會引發進程切換，從而避免了昂貴的系統調用。可是在由一個進程中的線程切換到

另外一進程中的線程時，依然會引發進程切換。

併發性

在引入線程的操做系統中，不只進程之間能夠併發執行，並且在一個進程中的多個線程之間

也能夠併發執行，於是使操做系統具備更好的併發性，從而能更有效地使用系統資源和提升

系統的吞吐量。例如，在一個未引入線程的單CPU操做系統中，若僅設置一個文件服務進程，

當它因爲某種緣由被封鎖時，便沒有其餘的文件服務進程來提供服務。在引入了線程的操做

系統中，能夠在一個文件服務進程中設置多個服務線程。當第一個線程等待時，文件服務進

程中的第二個線程能夠繼續運行；當第二個線程封鎖時，第三個線程能夠繼續執行，從而顯

著地提升了文件服務的質量以及系統的吞吐量。

系統開銷

不管是引入了線程的操做系統，仍是傳統的操做系統，進程都是擁有系統資源的一個獨立單

位，它能夠擁有本身的資源。通常地說，線程本身不擁有系統資源（也有一點必不可少的資

源），但它能夠訪問其隸屬進程的資源。亦即一個進程的代碼段、數據段以及系統資源（如

已打開的文件、I/O設備等），可供同一進程的其餘全部線程共享。

擁有資源

因爲在建立或撤消進程時，系統都要爲之分配或回收資源，如內存空間、I/O設備等。所以，

操做系統所付出的開銷將顯著地大於在建立或撤消線程時的開銷。相似地，在進行進程切換

時，涉及到整個當前進程CPU環境的保存環境的設置以及新被調度運行的進程的CPU環境的

設置。而線程切換隻需保存和設置少許寄存器的內容，並不涉及存儲器管理方面的操做。可

見，進程切換的開銷也遠大於線程切換的開銷。此外，因爲同一進程中的多個線程具備相同

的地址空間，導致它們之間的同步和通訊的實現也變得比較容易。在有的系統中，線程的切

換、同步和通訊都無需操做系統內核的干預。