进程、线程简介
以下內(nèi)容源于網(wǎng)絡(luò)資源的學(xué)習(xí)整理，如有侵權(quán)，請告知?jiǎng)h除。
參考博客
http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/04/processes_and_threads.html（通俗理解）
https://blog.csdn.net/chen_geng/article/details/51613445（表格總結(jié)，推薦）
https://blog.csdn.net/java_zero2one/article/details/51477791（并發(fā)和并行）
https://www.cnblogs.com/reality-soul/p/6397021.html（單進(jìn)程和多進(jìn)程的代碼示例）
https://blog.csdn.net/zqixiao_09/article/details/50298693
https://blog.csdn.net/linux0231/article/details/24523129
https://blog.csdn.net/earbao/article/details/53106419
之前關(guān)于進(jìn)程的學(xué)習(xí)要點(diǎn)總結(jié)：https://pan.baidu.com/s/1dktsSp2D8YIinhD2DUdUYQ
?
?
一、并發(fā)、并行
（1）并發(fā)：是指一個(gè)處理器同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)，是邏輯上的同時(shí)發(fā)生（即假象）。
- 程序假裝同時(shí)執(zhí)行多個(gè)操作（每個(gè)小時(shí)間片執(zhí)行一個(gè)操作，多個(gè)操作快速切換執(zhí)行）。
（2）并行：是指多個(gè)處理器（或者多核處理器）同時(shí)處理多個(gè)不同的任務(wù)，是物理上的同時(shí)發(fā)生。
（3）比喻：并發(fā)是一個(gè)人同時(shí)吃三個(gè)饅頭，而并行是三個(gè)人同時(shí)吃三個(gè)饅頭。
（4）
當(dāng)有多個(gè)線程在操作時(shí)，如果系統(tǒng)只有一個(gè)CPU，則它根本不可能真正同時(shí)進(jìn)行一個(gè)以上的線程，它只能把CPU運(yùn)行時(shí)間劃分成若干個(gè)時(shí)間段，再將時(shí)間段分配給各個(gè)線程執(zhí)行，在一個(gè)時(shí)間段的線程代碼運(yùn)行時(shí)，其它線程處于掛起狀態(tài)。這種方式我們稱之為并發(fā)(Concurrent)。
當(dāng)系統(tǒng)有一個(gè)以上CPU時(shí)，則線程的操作有可能非并發(fā)。當(dāng)一個(gè)CPU執(zhí)行一個(gè)線程時(shí),另一個(gè)CPU可以執(zhí)行另一個(gè)線程，兩個(gè)線程互不搶占CPU資源，可以同時(shí)進(jìn)行，這種方式我們稱之為并行(Parallel)。
?
二、對比進(jìn)程與線程
| ? | 進(jìn)程，process | 線程，thread |
| 定義 | 資源（CPU時(shí)間、內(nèi)存等）分配的最小單位 | 程序執(zhí)行的最小調(diào)度單位 |
| 區(qū)別 | 1、獨(dú)立的地址空間。每創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程，就會(huì)給該進(jìn)程分配一個(gè)4G的虛擬內(nèi)存空間。 2、進(jìn)程是建立在虛擬內(nèi)存的基礎(chǔ)之上的。 | 1、沒有獨(dú)立的地址空間（同一進(jìn)程內(nèi)的線程共享進(jìn)程的地址空間）。 2、主要是為了將進(jìn)程的資源申請和調(diào)度屬性分開。 |
| 聯(lián)系 | 1、一個(gè)進(jìn)程有幾個(gè)線程組成。 2、同一個(gè)進(jìn)程中的多個(gè)線程之間可以并發(fā)執(zhí)行。 3、一個(gè)線程死掉就等于整個(gè)進(jìn)程死掉。 4、線程與同屬一個(gè)進(jìn)程的其他的線程共享進(jìn)程所擁有的全部資源。 | |
| OS而言 | 1、uCOS只有線程的概念。uCOS的整個(gè)程序可以理解為一個(gè)進(jìn)程，而其中的任務(wù)（一個(gè)個(gè)函數(shù)）就可以理解為一個(gè)個(gè)線程，有自己的堆棧和局部變量，但沒有單獨(dú)的地址空間。 2、對于windows，linux等，其有進(jìn)程和線程。 | |
| 線程的優(yōu)勢 | 一、優(yōu)勢 1、與進(jìn)程相比，它是一種非常"節(jié)儉"的多任務(wù)操作方式。 （1）對進(jìn)程而言，創(chuàng)建一個(gè)新的進(jìn)程必須分配給它獨(dú)立的地址空間，建立眾多的數(shù)據(jù)表來維護(hù)它的代碼段、堆棧段和數(shù)據(jù)段，這是一種"昂貴"的多任務(wù)工作方式。 （2）對一個(gè)進(jìn)程中的多個(gè)線程，它們彼此之間使用相同的地址空間，共享大部分?jǐn)?shù)據(jù)，啟動(dòng)一個(gè)線程所花費(fèi)的空間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于啟動(dòng)一個(gè)進(jìn)程所花費(fèi)的空間，而且線程間彼此切換所需的時(shí)間也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于進(jìn)程間切換所需要的時(shí)間。 ? 2、與進(jìn)程相比，線程間的通信機(jī)制更方便。 （1）對不同進(jìn)程來說，它們具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)空間，要進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞只能通過通信的方式進(jìn)行，這種方式不僅費(fèi)時(shí)，而且很不方便。 （2）對一個(gè)進(jìn)程中的多個(gè)線程，由于它們共享數(shù)據(jù)空間，所以一個(gè)線程的數(shù)據(jù)可以直接為其它線程所用，這不僅快捷，而且方便。 ? 3、提高應(yīng)用程序響應(yīng)。
4、使多CPU系統(tǒng)更加有效。
5、改善程序結(jié)構(gòu)。
二、線程可以有效地提高系統(tǒng)的執(zhí)行效率，但并不是在所有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中都是適用的，如某些很少做進(jìn)程調(diào)度和切換的實(shí)時(shí)系統(tǒng)。使用線程的好處是有多個(gè)任務(wù)需要處理 機(jī)處理時(shí)，減少處理機(jī)的切換時(shí)間；而且，線程的創(chuàng)建和結(jié)束所需要的系統(tǒng)開銷也比進(jìn)程的創(chuàng)建和結(jié)束要小得多。最適用使用線程的系統(tǒng)是多處理機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或分布式系統(tǒng)。 | |
| 區(qū)分進(jìn)程、用戶線程、內(nèi)核線程 | ||
| uCOS/Linux狀態(tài)區(qū)別 | 線程只有 3 個(gè)基本狀態(tài)：就緒，執(zhí)行，阻塞。 線程存在 5 種基本操作來切換線程的狀態(tài)：派生，阻塞，激活，調(diào)度，結(jié)束。 | ? 進(jìn)程至少有 5 種基本狀態(tài)： 初始態(tài)，執(zhí)行態(tài)，等待狀態(tài)，就緒狀態(tài)，終止?fàn)顟B(tài)。 |
?
三、進(jìn)程、線程的補(bǔ)充說明
（1）線程理解
線程，在網(wǎng)絡(luò)或多用戶環(huán)境下，一個(gè)服務(wù)器通常需要接收大量且不確定數(shù)量用戶的并發(fā)請求，為每一個(gè)請求都創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程顯然是行不通的——無論是從系統(tǒng)資源開銷方面或是響應(yīng)用戶請求的效率方面來看。因此，操作系統(tǒng)中線程的概念便被引進(jìn)了。線程是進(jìn)程的一部分，一個(gè)沒有線程的進(jìn)程可以被看作是單線程的。線程有時(shí)又被稱為輕權(quán)進(jìn)程或輕量級(jí)進(jìn)程，是?CPU 調(diào)度的一個(gè)基本單位。
（2）線程和進(jìn)程大致的區(qū)別
進(jìn)程的執(zhí)行過程是線狀的，盡管中間會(huì)發(fā)生中斷或暫停，但該進(jìn)程所擁有的資源只為該線狀執(zhí)行過程服務(wù)。一旦發(fā)生進(jìn)程上下文切換，這些資源都是要被保護(hù)起來的。這是進(jìn)程宏觀上的執(zhí)行過程。
進(jìn)程又可有單線程進(jìn)程與多線程進(jìn)程兩種。單線程進(jìn)程的執(zhí)行過程在宏觀上是線性的，微觀上也只有單一的執(zhí)行過程；而多線程進(jìn)程在宏觀上的執(zhí)行過程同樣為線性的，但微觀上卻可以有多個(gè)執(zhí)行操作（線程），如不同代碼片段以及相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)集。線程的改變只代表了 CPU 執(zhí)行過程的改變，而沒有發(fā)生進(jìn)程所擁有的資源變化。除CPU 之外，計(jì)算機(jī)內(nèi)的軟硬件資源的分配與線程無關(guān)，線程只能共享它所屬進(jìn)程的資源。
我們知道，進(jìn)程有一個(gè)進(jìn)程控制塊 PCB、相關(guān)程序段、（該程序段對其進(jìn)行操作的）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)集。與進(jìn)程控制表和 PCB 相似，每個(gè)線程也有自己的線程控制表 TCB ，而這個(gè)TCB 中所保存的線程狀態(tài)信息則要比 PCB 表少得多，這些信息主要是相關(guān)指針用堆棧（系統(tǒng)棧和用戶棧），寄存器中的狀態(tài)數(shù)據(jù)。
進(jìn)程擁有一個(gè)完整的虛擬地址空間，不依賴于線程而獨(dú)立存在；反之，線程是進(jìn)程的一部分，沒有自己的地址空間，與進(jìn)程內(nèi)的其他線程一起共享分配給該進(jìn)程的所有資源。
線程可以有效地提高系統(tǒng)的執(zhí)行效率，但并不是在所有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中都是適用的，如某些很少做進(jìn)程調(diào)度和切換的實(shí)時(shí)系統(tǒng)。使用線程的好處是有多個(gè)任務(wù)需要處理 機(jī)處理時(shí)，減少處理機(jī)的切換時(shí)間；而且，線程的創(chuàng)建和結(jié)束所需要的系統(tǒng)開銷也比進(jìn)程的創(chuàng)建和結(jié)束要小得多。最適用使用線程的系統(tǒng)是多處理機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 或分布式系統(tǒng)。
線程在執(zhí)行過程中與進(jìn)程還是有區(qū)別的。每個(gè)獨(dú)立的線程有一個(gè)程序運(yùn)行的入口、順序執(zhí)行序列和程序的出口。但是線程不能夠獨(dú)立執(zhí)行，必須依存在應(yīng)用程序中，由應(yīng)用程序提供多個(gè)線程執(zhí)行控制。?
?從邏輯角度來看，多線程的意義在于一個(gè)應(yīng)用程序中，有多個(gè)執(zhí)行部分可以同時(shí)執(zhí)行。但操作系統(tǒng)并沒有將多個(gè)線程看做多個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用，來實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的調(diào)度和管理以及資源分配。這就是進(jìn)程和線程的重要區(qū)別。
（3）摘取自http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/04/processes_and_threads.html的評論區(qū)
?
四、多進(jìn)程的代碼示例
#include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <stdio.h> void print_exit() { printf("the exit pid:%d/n",getpid() ); } main () { pid_t pid; atexit( print_exit ); //注冊該進(jìn)程退出時(shí)的回調(diào)函數(shù) pid=fork(); if (pid < 0) printf("error in fork!"); else if (pid == 0) printf("i am the child process, my process id is %d/n",getpid()); else { printf("i am the parent process, my process id is %d/n",getpid()); sleep(2); wait(); } }運(yùn)行結(jié)果：
i am the child process, my process id is 15806
the exit pid:15806
i am the parent process, my process id is 15805
the exit pid:15805
說明：
（1）fork函數(shù)，功能是產(chǎn)生子進(jìn)程。fork失敗返回-1，成功返回0。
fork產(chǎn)生子進(jìn)程的體現(xiàn)，就是它會(huì)返回2次：
一次返回0，順序執(zhí)行下面的代碼。這是子進(jìn)程。
一次返回子進(jìn)程的pid，也順序執(zhí)行下面的代碼，這是父進(jìn)程。
（2）wait表明父進(jìn)程等待子進(jìn)程的終結(jié)后，處理其task_struct結(jié)構(gòu)，否則會(huì)產(chǎn)生僵尸進(jìn)程。
（3）atexit( print_exit );?需要的參數(shù)是函數(shù)的調(diào)用地址。
?
五、多線程的代碼示例
?
?
總結(jié)
- 上一篇： win7 由ie8升级ie11时安装不成
- 下一篇： C语言ASCII码转换