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一、進程?
進程（Process）是計算機中的程序關(guān)于某數(shù)據(jù)集合上的一次運行活動，是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的基本單位，是操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。在早期面向進程設(shè)計的計算機結(jié)構(gòu)中，進程是程序的基本執(zhí)行實體；在當代面向線程設(shè)計的計算機結(jié)構(gòu)中，進程是線程的容器。程序是指令、數(shù)據(jù)及其組織形式的描述，進程是程序的實體。

組成

進程是一個實體。每一個進程都有它自己的地址空間，一般情況下，包括文本區(qū)域（text region）、數(shù)據(jù)區(qū)域（data region）和堆棧（stack region）。文本區(qū)域存儲處理器執(zhí)行的代碼；數(shù)據(jù)區(qū)域存儲變量和進程執(zhí)行期間使用的動態(tài)分配的內(nèi)存；堆棧區(qū)域存儲著活動過程調(diào)用的指令和本地變量。

特征?
動態(tài)性：進程的實質(zhì)是程序在多道程序系統(tǒng)中的一次執(zhí)行過程，進程是動態(tài)產(chǎn)生，動態(tài)消亡的。?
并發(fā)性：任何進程都可以同其他進程一起并發(fā)執(zhí)行?
獨立性：進程是一個能獨立運行的基本單位，同時也是系統(tǒng)分配資源和調(diào)度的獨立單位；?
異步性：由于進程間的相互制約，使進程具有執(zhí)行的間斷性，即進程按各自獨立的、不可預(yù)知的速度向前推進?
結(jié)構(gòu)特征：進程由程序、數(shù)據(jù)和進程控制塊三部分組成。?
多個不同的進程可以包含相同的程序：一個程序在不同的數(shù)據(jù)集里就構(gòu)成不同的進程，能得到不同的結(jié)果；但是執(zhí)行過程中，程序不能發(fā)生改變。

狀態(tài)?

二、線程

線程，有時被稱為輕量級進程(Lightweight Process，LWP），是程序執(zhí)行流的最小單元。一個標準的線程由線程ID，當前指令指針(PC），寄存器集合和堆棧組成。另外，線程是進程中的一個實體，是被系統(tǒng)獨立調(diào)度和分派的基本單位，線程自己不擁有系統(tǒng)資源，只擁有一點兒在運行中必不可少的資源，但它可與同屬一個進程的其它線程共享進程所擁有的全部資源。

線程是程序中一個單一的順序控制流程。進程內(nèi)有一個相對獨立的、可調(diào)度的執(zhí)行單元，是系統(tǒng)獨立調(diào)度和分派CPU的基本單位指令運行時的程序的調(diào)度單位。在單個程序中同時運行多個線程完成不同的工作，稱為多線程。

特點

在多線程OS中，通常是在一個進程中包括多個線程，每個線程都是作為利用CPU的基本單位，是花費最小開銷的實體。線程具有以下屬性。?
1）輕型實體?
線程中的實體基本上不擁有系統(tǒng)資源，只是有一點必不可少的、能保證獨立運行的資源。?
線程的實體包括程序、數(shù)據(jù)和TCB。線程是動態(tài)概念，它的動態(tài)特性由線程控制塊TCB（Thread Control Block）描述。TCB包括以下信息：?
（1）線程狀態(tài)。?
（2）當線程不運行時，被保存的現(xiàn)場資源。?
（3）一組執(zhí)行堆棧。?
（4）存放每個線程的局部變量主存區(qū)。?
（5）訪問同一個進程中的主存和其它資源。?
用于指示被執(zhí)行指令序列的程序計數(shù)器、保留局部變量、少數(shù)狀態(tài)參數(shù)和返回地址等的一組寄存器和堆棧。?
2）獨立調(diào)度和分派的基本單位。?
在多線程OS中，線程是能獨立運行的基本單位，因而也是獨立調(diào)度和分派的基本單位。由于線程很“輕”，故線程的切換非常迅速且開銷小（在同一進程中的）。?
3）可并發(fā)執(zhí)行。?
在一個進程中的多個線程之間，可以并發(fā)執(zhí)行，甚至允許在一個進程中所有線程都能并發(fā)執(zhí)行；同樣，不同進程中的線程也能并發(fā)執(zhí)行，充分利用和發(fā)揮了處理機與外圍設(shè)備并行工作的能力。?
4）共享進程資源。

在同一進程中的各個線程，都可以共享該進程所擁有的資源，這首先表現(xiàn)在：所有線程都具有相同的地址空間（進程的地址空間），這意味著，線程可以訪問該地址空間的每一個虛地址；此外，還可以訪問進程所擁有的已打開文件、定時器、信號量機構(gòu)等。由于同一個進程內(nèi)的線程共享內(nèi)存和文件，所以線程之間互相通信不必調(diào)用內(nèi)核。

三、協(xié)程

協(xié)程與子例程一樣，協(xié)程（coroutine）也是一種程序組件。相對子例程而言，協(xié)程更為一般和靈活，但在實踐中使用沒有子例程那樣廣泛。協(xié)程源自 Simula 和 Modula-2 語言，但也有其他語言支持。?
協(xié)程不是進程或線程，其執(zhí)行過程更類似于子例程，或者說不帶返回值的函數(shù)調(diào)用。?
一個程序可以包含多個協(xié)程，可以對比與一個進程包含多個線程，?
因而下面我們來比較協(xié)程和線程。我們知道多個線程相對獨立，有自己的上下文，切換受系統(tǒng)控制；而協(xié)程也相對獨立，有自己的上下文，但是其切換由自己控制，由當前協(xié)程切換到其他協(xié)程由當前協(xié)程來控制。?
協(xié)程和線程區(qū)別：協(xié)程避免了無意義的調(diào)度，由此可以提高性能，但也因此，程序員必須自己承擔調(diào)度的責任，同時，協(xié)程也失去了標準線程使用多CPU的能力。

四、進程和線程的關(guān)系和區(qū)別

1、地址空間:進程內(nèi)的一個執(zhí)行單元;進程至少有一個線程;它們共享進程的地址空間;而進程有自己獨立的地址空間;因此線程可以讀寫同樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和變量，便于線程之間的通信。相反，進程間通信（IPC）很困難且消耗更多資源。?
2、資源擁有:進程是資源分配和擁有的單位,同一個進程內(nèi)的線程共享進程的資源?
3、進程是資源的分配和調(diào)度的一個獨立單元，而線程是CPU調(diào)度的基本單元?
4、二者均可并發(fā)執(zhí)行.?
5、進程的創(chuàng)建調(diào)用fork或者vfork，而線程的創(chuàng)建調(diào)用pthread_create，進程結(jié)束后它擁有的所有線程都將銷毀，而線程的結(jié)束不會影響同個進程中的其他線程的結(jié)束?
6、線程有自己的私有屬性TCB，線程id，寄存器、硬件上下文，而進程也有自己的私有屬性進程控制塊PCB，這些私有屬性是不被共享的，用來標示一個進程或一個線程的標志

五、優(yōu)缺點?
線程和進程在使用上各有優(yōu)缺點：線程執(zhí)行開銷小，但不利于資源的管理和保護；而進程正相反。同時，線程適合于在SMP機器上運行，而進程則可以跨機器遷移。

最后送上，從網(wǎng)上找的材料，以圖文方式將進程和線程做的很好的解釋清晰易懂：

1、?
?
計算機的核心是CPU，它承擔了所有的計算任務(wù)。它就像一座工廠，時刻在運行。?
2、?
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假定工廠的電力有限，一次只能供給一個車間使用。也就是說，一個車間開工的時候，其他車間都必須停工。背后的含義就是，單個CPU一次只能運行一個任務(wù)。?
3、?
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進程就好比工廠的車間，它代表CPU所能處理的單個任務(wù)。任一時刻，CPU總是運行一個進程，其他進程處于非運行狀態(tài)?
4、?
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一個車間里，可以有很多工人。他們協(xié)同完成一個任務(wù)。?
5、?
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線程就好比車間里的工人。一個進程可以包括多個線程。?
6、?
?
車間的空間是工人們共享的，比如許多房間是每個工人都可以進出的。這象征一個進程的內(nèi)存空間是共享的，每個線程都可以使用這些共享內(nèi)存。?
7、?
?
可是，每間房間的大小不同，有些房間最多只能容納一個人，比如廁所。里面有人的時候，其他人就不能進去了。這代表一個線程使用某些共享內(nèi)存時，其他線程必須等它結(jié)束，才能使用這一塊內(nèi)存。?
8、?
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一個防止他人進入的簡單方法，就是門口加一把鎖。先到的人鎖上門，后到的人看到上鎖，就在門口排隊，等鎖打開再進去。這就叫”互斥鎖”（Mutual exclusion，縮寫 Mutex），防止多個線程同時讀寫某一塊內(nèi)存區(qū)域。?
9、?
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還有些房間，可以同時容納n個人，比如廚房。也就是說，如果人數(shù)大于n，多出來的人只能在外面等著。這好比某些內(nèi)存區(qū)域，只能供給固定數(shù)目的線程使用。?
10、?
?
這時的解決方法，就是在門口掛n把鑰匙。進去的人就取一把鑰匙，出來時再把鑰匙掛回原處。后到的人發(fā)現(xiàn)鑰匙架空了，就知道必須在門口排隊等著了。這種做法叫做”信號量”（Semaphore），用來保證多個線程不會互相沖突。

不難看出，mutex是semaphore的一種特殊情況（n=1時）。也就是說，完全可以用后者替代前者。但是，因為mutex較為簡單，且效率高，所以在必須保證資源獨占的情況下，還是采用這種設(shè)計。?
11、?

操作系統(tǒng)的設(shè)計，因此可以歸結(jié)為三點：

（1）以多進程形式，允許多個任務(wù)同時運行；

（2）以多線程形式，允許單個任務(wù)分成不同的部分運行；

（3）提供協(xié)調(diào)機制，一方面防止進程之間和線程之間產(chǎn)生沖突，另一方面允許進程之間和線程之間共享資源。

（完）

來源：https://www.cnblogs.com/guolei2570/p/8810536.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的进程、线程和协程的理解的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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