進程、線程、協程（轉）

進程是執行着的應用程序，而線程是進程內部的一個執行序列。一個進程能夠有多個線程。線程又叫作輕量級進程。

 

進程是讓操做系統的僞併發性成爲可能

線程是讓進程裏面內部子任務的併發成爲可能

最終目標是提升cpu的利用率

 

進程是系統分配的最小單元，線程是cpu調度的最小單元

進程是具備必定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調度和分配的一個獨立單位。

線程是進程的實體，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。

一個進程能夠有多個線程，多個線程也能夠併發執行

 

進程的生命週期：建立-就緒-運行-等待-死亡

線程的生命週期：新建-就緒-運行-阻塞-等待-鎖池-死亡

 

二者的對比：

一、調度方面：在引入線程的OS中，線程是獨立的調度和分派單位，而進程做爲資源的擁有單位(至關於把未引入線程的傳統OS中的進程的兩個屬性分開了)。因爲線程不擁有資源，所以能夠顯著的提升併發度以及減小切換開銷。

二、併發性：引入了線程的OS中，進程間能夠併發，並且一個進程內部的多個線程之間也是能夠併發的，這就使OS具備更好的併發性，有效的提升了系統資源利用率和吞吐量。

三、擁有資源：不管OS是否支持線程，進程都是基本的資源擁有單位，線程只擁有不多的基本的資源，可是線程能夠訪問所隸屬的進程的資源（進程的代碼段，數據段和所擁有的系統資源如fd）

四、系統開銷：建立或者撤銷進程的時候，系統要爲之建立或回收PCB，系統資源等，切換時也須要保存和恢復CPU環境。而線程的切換隻須要保存和恢復少許的寄存器，不涉及存儲器管理方面的工做，因此開銷較小。此外，統一進程中的多個線程因爲共享地址空間，因此通訊同步等都比較方便。

 

如何理解一個程序能夠對應多個進程，一個進程也能夠對應多個程序？

        一個程序能夠重複運行，開幾個窗口，好比網遊的「雙開」，一個進程能夠對應多個程序就是一個DLL文件能夠被多個程序運用，好比DirectX9的動態連接庫，就是，許多遊戲都要有它才能運行。這就如同的車和路的關係，要去一個地方,能夠有多條路，而一條路也可到達多個地方。

 

 

從其餘方面詮釋：

        一開始你們想要同一時間執行那麼三五個程序，你們能一塊跑一跑。特別是UI什麼的，別一上計算量比較大的玩意就跟死機同樣。因而就有了併發，從程序員的角度能夠當作是多個獨立的邏輯流。內部能夠是多cpu並行，也能夠是單cpu時間分片，能快速的切換邏輯流，看起來像是你們一塊跑的就行。

        可是一塊跑就有問題了。我計算到一半，剛把屢次方程解到最後一步，你忽然插進來，個人中間狀態咋辦，我用來儲存的內存被你覆蓋了咋辦？因此跑在一個cpu裏面的併發都須要處理上下文切換的問題。進程就是這樣抽象出來的一個概念，搭配虛擬內存、進程表之類的東西，用來管理獨立的程序運行、切換。

        後來一個電腦上有了好幾個cpu，好咧，你們都別閒着，一人跑一個進程。就是所謂的並行。

        由於程序的使用涉及大量的計算機資源配置，把這活隨意的交給用戶程序，很是容易讓整個系統分分鐘被搞跪，資源分配也很難作到相對的公平。因此核心的操做須要陷入內核(kernel)，切換到操做系統，讓老大幫你來作。

        有的時候碰着I/O訪問，阻塞了後面全部的計算。空着也是空着，老大就直接把CPU切換到其餘進程，讓人家先用着。固然除了I\O阻塞，還有時鐘阻塞等。一開始你們都這樣弄，後來發現不成，太慢了。爲啥呀，一切換進程得反覆進入內核，置換掉一大堆狀態。進程數一高，大部分系統資源就被進程切換給吃掉了。後來搞出線程的概念，大體意思就是，這個地方阻塞了，但我還有其餘地方的邏輯流能夠計算，這些邏輯流是共享一個地址空間的，不用特別麻煩的切換頁表、刷新TLB，只要把寄存器刷新一遍就行，能比切換進程開銷少點。

        若是連時鐘阻塞、 線程切換這些功能咱們都不須要了，本身在進程裏面寫一個邏輯流調度的東西。那麼咱們便可以利用到併發優點，又能夠避免反覆系統調用，還有進程切換形成的開銷，分分鐘給你上幾千個邏輯流不費力。這就是用戶態線程。

        從上面能夠看到，實現一個用戶態線程有兩個必需要處理的問題：一是碰着阻塞式I\O會致使整個進程被掛起；二是因爲缺少時鐘阻塞，進程須要本身擁有調度線程的能力。若是一種實現使得每一個線程須要本身經過調用某個方法，主動交出控制權。那麼咱們就稱這種用戶態線程是協做式的，便是協程。

        本質上協程就是用戶空間下的線程。

 

用戶線程與內核線程

       根據操做系統內核是否對線程可感知，能夠把線程分爲內核線程和用戶線程。

引入用戶線程，具體而言，有如下四個方面的優點：

    （1）能夠在不支持線程的操做系統中實現。
    （2）建立和銷燬線程、線程切換代價和線程管理的代價比內核線程少得多。
    （3）容許每一個進程定製本身的調度算法，線程管理比較靈活。
    （4）用戶線程可以利用的表空間和堆棧空間比內核級線程多。

用戶線程的缺點主要有如下兩點：
    （1）同一進程中只能同時有一個線程在運行，若是有一個線程使用了系統調用而阻塞，那麼整個進程都會被掛起。
    （2）頁面失效也會產生相似的問題。

 

參考連接：

https://mp.weixin.qq.com/s/zuWRx1FGuBC-_HwuA7jK3w原文：https://blog.csdn.net/qq_35642036/article/details/82798749