一文理解進程與線程 ---操做系統

進程與線程

 

進程：

 

百度百科的定義：   進程（Process）是計算機中的程序關於某數據集合上的一次運行活動，是系統進行資源分配和調度的基本單位，是操做系統結構的基礎。在早期面向進程設計的計算機結構中，進程是程序的基本執行實體；在當代面向線程設計的計算機結構中，進程是線程的容器。程序是指令、數據及其組織形式的描述，進程是程序的實體。

我的理解： 進程是可併發程序執行的時候的一個實例。從內核的觀點看，進程的目的就是分配系統資源（CPU時間，內存等）和調度的基本單位

 

線程：

百度百科的定義：   線程（thread）是操做系統可以進行運算調度的最小單位。它被包含在進程之中，是進程中的實際運做單位。一條線程指的是進程中一個單一順序的控制流，一個進程中能夠併發多個線程，每條線程並行執行不一樣的任務。

我的理解：       線程是進程中的一個實體，是系統分配處理器時間資源的基本單元，是程序執行的最小單位。

 

進程VS線程：

操做系統實際運行的是線程，進程只是一個容器。

線程是操做系統進行運行調度的最小單位。

包含在進程之中，是進程中實際運行工做的單位。

一個進程能夠併發多個線程，每一個線程執行不一樣任務。

 

	進程	線程
資源	資源分配的基本單位	不擁有資源
調度	獨立調度的基本單位	獨立調度的最小單位
系統開銷	進程系統開銷大	線程系統開銷小
通訊	進程IPC	讀寫贊成進程數據通訊

注：是指在不一樣進程之間傳播或交換信息。是一組編程接口，讓程序員可以協調不一樣的進程，使之能在一個操做系統裏同時運行，並相互傳遞、交換信息。

IPC的方式一般有管道(PIPE)（包括無名管道和命名管道）、消息隊列、信號量、共享內存、套接字(Socket)、Streams、旗語等。其中 Socket和Streams支持不一樣主機上的兩個進程IPC。

 

線程與進程的區別可概括爲如下4點：

1）  地址空間和其餘資源：進程之間相互獨立，同一進程的各線程間共享。某進程內的線程在其餘進程不可見。

2）  通訊：進程間通訊IPC，線程間能夠直接讀寫進程數據段（如全局變量）來進行通訊

------須要進程和互斥的輔助，保證數據的一致性。

3）  調度和切換：線程上下文切換比進程上下文切換要快得多。

4）  在多線程OS中，進程不是一個可執行的實體。

 

詳解進程：   

上圖是任務管理器中的進程（經過此圖咱們能夠更容易理解進程）

進程一般是由程序，數據和進程控制塊組成（PCB）組成。

1. PCB：PCB是進程存在的惟一標誌；用於描述和控制進程運行的通用數據結構；記錄進程當前狀態和控制進程運行的所有信息；PCB使得進程是可以獨立運行的基本單位。
2. 程序：程序部分描述了進程須要完成的功能
3. 數據：數據部分包括程序執行時所需的數據及工做區。

 

PCB（程序控制塊）內容：（主存中的進程形態）

標識符：標識符惟一標記一個進程，用於區別其餘進程。

狀態：標記進程的進程狀態，如運行態，阻塞狀態。

程序計數器：進程即將被執行的下一條指令的地址。

內存指針：程序代碼，進程數據相關的指針。

上下文數據：進程執行時處理器存儲的數據。

IO狀態信息：被進程IO操做所佔用的文件列表

記帳信息：使用處理器時間，時鐘數總和等。

以上幾點可概括爲：進程標識符，處理機狀態，進程調度信息，進程控制信息。

 

進程的三態模型

三種基本狀態：運行，就緒和阻塞

運行：當一個進程在處理機上運行時，則稱該進程處於運行狀態。

阻塞：阻塞也成等待或睡眠狀態，一個進程正在等待某一件事發生（例如請求I/O完成等）。

就緒：一個進程得到了除處理機外的一切資源，一旦獲得處理機便可運行。

 

五態模型

多個就緒進程稱爲就緒隊列

多個阻塞進程稱爲阻塞隊列

 

線程詳解

進程想要執行任務就須要依賴線程，一個進程至少有一個線程

 

多線程：想要理解多線程，先知道串行和並行

串行：所謂的串行就是按照必定的順序去進行的，以下圖所示，當任務A沒有完成時，任務B沒辦法執行

 

 

並行：能夠同時進程多個任務，以下圖

那究竟什麼是多線程呢

 

咱們拿一個安全軟件來舉個例子哦，若是說開啓這個軟件，即咱們建立了一個進程，

可是若是是單線程的話，那麼咱們這個殺毒軟件在殺毒的時候就不能邊清理垃圾。

可是若是是多線程的話，能夠邊殺毒，邊清理垃圾等等，這個是嚴格意義上的同一時刻發生的，沒有執行的前後順序。