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操作系统: 进程与线程

进程 = 资源管理 + 线程, 进程是资源分配单位,线程是 CPU 调度单位

以前没有线程的时候,进程是操作系统中独立运行的基本单位
线程出现后,线程是操作系统中,更小的能独立运行的基本单位

到底什么是进程?怎么理解进程?

一般,可以把运行的程序,看成进程。
程序在整个执行过程中的描述,是进程。
程序在运行过程中,会消耗各种资源,会占用 CPU、内存和网络,会使用文件系统 I/O

进程就是运行的程序的执行过程

为什么要有进程?

最初的操作系统,只能支持跑一个程序。
随着计算机的发展,CPU 的能力越来越强,内存越来越多。可以在内存中,放入更多的可以运行的程序。
操作系统中,各个运行的程序的状态。用程序来表示,不够准确,需要新的概念。
因为可能存在内存中,一个程序跑了多份的情况。
内存中,一个程序的多个实例,怎么来清楚的表示出来呢?

进程的概念,就出来了。进程用来表示程序整个的执行过程

我们写的程序,编译为可执行程序,放在文件系统里面,格式是可执行文件,他是静态的。
只有当我们的操作系统,把可执行程序,调入我们的内存中之后,让这个程序能够执行起来。
执行,也就是这个程序能够通过 CPU , 来执行程序中的一条条指令,然后对相应的数据,进行处理,完成一定的功能。
这个过程,是一个动态执行的过程,我们称为进程。

进程的标准答案:一个具有一定独立功能的程序,在一个数据集合上的,一次动态执行过程

这整个的过程,就是进程
为什么要有线程?
多进程,消耗太大。
进程之间,他们的地址空间是独立的,一般通过沙盒保护。
进程间通信,交换数据,需要通过操作系统,开销大,过程相对复杂。
多线程,开销就小了一些。
多线程除了实现了并发,还共享相同的地址空间,也就是共享相同的资源。
一个线程产生的数据,另一个线程可以很容易地拿到。
线程间通信,比较简单。

什么是线程?

线程是进程中的一条执行流程

从资源组合的角度看:

进程,就是用来管理资源的。资源包括地址空间(代码段、数据段)、打开的文件、访问的网络。
把进程执行的功能、执行的状态,做一些拆分,交给线程来管理。

从运行的角度看:

线程就是,代码在这个资源平台上的一条执行流程。

进程 = 资源管理 + 线程

进程除了管理资源,还有一系列的线程,用来完成执行的过程。
一个进程的多个线程,共享进程所拥有的所有资源。

线程 = 进程 - 资源管理

线程,用来完成控制流的管理

区别:

  • 进程是资源分配单位,线程是 CPU 调度单位
  • 进程拥有一个完整的资源平台,
  • 线程只独享必不可少的资源,如寄存器和栈,用于维持自己的、每个线程独立的控制流。进程的资源,进程的多个线程共享
  • 线程能减少并发执行的时间和空间开销

例如: 线程的创建时间比进程短
因为进程在创建过程中,需要创建其他的管理信息。
如: 内存要怎么管理,打开的文件要怎么管理
线程要创建的时候,直接重用该线程所属的进程资源,这些资源已经管理好了。所以线程不需要创建这些管理信息


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