進程與線程、並行與併發的理解

進程與線程

1.定義

 

進程是具備必定獨立功能的程序關於某個數據集合上的一次運行活動,進程是系統進行資源分配和調度的一個獨立單位.

線程是進程的一個實體,是CPU調度和分派的基本單位,它是比進程更小的能獨立運行的基本單位.線程本身基本上不擁有系統資源,只擁有一點在運行中必不可少的資源(如程序計數器,一組寄存器和棧),可是它可與同屬一個進程的其餘的線程共享進程所擁有的所有資源.

 

2.關係

 

一個線程能夠建立和撤銷另外一個線程;同一個進程中的多個線程之間能夠併發執行.

相對進程而言，線程是一個更加接近於執行體的概念，它能夠與同進程中的其餘線程共享數據，所以線程能夠讀寫一樣的數據結構和變量，便於線程之間的通訊，但擁有本身的棧空間，擁有獨立的執行序列。

 

3.區別

 

進程和線程的主要差異在於它們是不一樣的操做系統資源管理方式。進程有獨立的地址空間，一個進程崩潰後，在保護模式下不會對其它進程產生影響，而線程只是一個進程中的不一樣執行路徑。線程有本身的堆棧和局部變量，但線程之間沒有單獨的地址空間，一個線程死掉就等於整個進程死掉，因此多進程的程序要比多線程的程序健壯，但在進程切換時，耗費資源較大，效率要差一些。但對於一些要求同時進行而且又要共享某些變量的併發操做，只能用線程，不能用進程。

1) 簡而言之,一個程序至少有一個進程,一個進程至少有一個線程.

2) 線程的劃分尺度小於進程，使得多線程程序的併發性高。

3) 另外，進程在執行過程當中擁有獨立的內存單元，而多個線程共享內存，從而極大地提升了程序的運行效率。

4) 線程在執行過程當中與進程仍是有區別的。每一個獨立的線程有一個程序運行的入口、順序執行序列和程序的出口。可是線程不可以獨立執行，必須依存在應用程序中，由應用程序提供多個線程執行控制。

5) 從邏輯角度來看，多線程的意義在於一個應用程序中，有多個執行部分能夠同時執行。但操做系統並無將多個線程看作多個獨立的應用，來實現進程的調度和管理以及資源分配。這就是進程和線程的重要區別。

4.優缺點

線程和進程在使用上各有優缺點：線程執行開銷小，但不利於資源的管理和保護；而進程正相反。同時，線程適合於在SMP機器上運行，而進程則能夠跨機器遷移。

五、多線程應用

例如併發讀取兩個文件，文件讀取完畢後cpu纔開始處理，完成文件讀取前cpu一直空閒。若是調整操做順序，cpu的利用率會提升，程序執行時間也會縮短，在讀取B文件時候cpu能夠處理文件A，一般狀況，cpu在等待IO時，能夠執行命令。IO能夠是文件IO、網絡IO、輸入輸出IO等。這種狀況常常會發生，由於IO速度比cpu的處理速度慢不少。（前提保證，執行順序不會影響最後結果，結果大於性能，例如一次付款，執行順序會影響結果就不適合多線程並行執行），多線程是爲了更充分的利用cpu資源，再例如服務器在一個端口監聽用戶請求，服務器處理完用戶的請求後繼續監聽其餘的用請求，這樣帶來的問題是，服務器在處理用戶的請求過程當中，其餘的請求是沒法監聽和接收的。爲解決這個問題，能夠採用多線程的方式，每一個用戶請求的處理都交給一個線程去作。這樣，服務器在處理用戶請求時能夠繼續監聽端口上其餘用戶請求。

 

並行與併發

一、並行指在同一時間點同時執行，併發是指在同一時間片斷同時執行，上面已將解釋進程與線程，此時就可理解，進程之間相互獨立，可實現並行，但線程不能夠，多線程只能併發執行，實際仍是順執行，只是在同一時間片斷，假似同時執行，cpu能夠按時間切片執行，單核cpu同一個時刻只支持一個線程執行任務，多線程併發事實上就是多個線程排隊申請調用cpu，cpu處理任務速度很是快，因此看上去多個線程任務說併發處理。