[操作系统]--程序,进程与线程

来源:互联网 发布:nb iot 编程 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 00:14

关于程序,进程和线程

自己在网上收集了一下相关的资料,并进行整理,下面给出整理内容。

程序与进程

解释一

C、C++、Java 等语言编写的源程序经相应的编译器编译成可执行文件后,提交给计算机处理器运行。这时,处在可执行状态中的应用程序称为进程。从用户角度来看,进程是应用程序的一个执行过程。从操作系统核心角度来看,进程代表的是操作系统分配的内存、CPU 时间片等资源的基本单位,是为正在运行的程序提供的运行环境。进程与应用程序的区别在于应用程序作为一个静态文件存储在计算机系统的硬盘等存储空间中,而进程则是处于动态条件下由操作系统维护的系统资源管理实体

在 Unix 操作系统启动过程中,系统自动创建 swapper、init 等系统进程,用于管理内存资源以及对用户进程进行调度等。在 Unix 环境下无论是由操作系统创建的进程还要由应用程序执行创建的进程,均拥有唯一的进程标识(PID)。

解释二

程序只是一组指令的有序集合,它本身没有任何运行的含义,它只是一个静态的实体而进程则不同,它是程序在某个数据集上的执行

进程是一个动态的实体,它有自己的生命周期。它因创建而产生,因调度而运行,因等待资源或事件而被处于等待状态,因完成任务而被撤消。反映了一个程序在一定的数据集上运行的全部动态过程。

进程和程序并不是一一对应的,一个程序执行在不同的数据集上就成为不同的进程,可以用进程控制块来唯一地标识每个进程。而这一点正是程序无法做到的,由于程序没有和数据产生直接的联系,既使是执行不同的数据的程序,他们的指令的集合依然是一样的,所以无法唯一地标识出这些运行于不同数据集上的程序。

一般来说,一个进程肯定有一个与之对应的程序,而且只有一个。而一个程序有可能没有与之对应的进程 (因为它没有执行), 也有可能有多个进程与之对应 (运行在几个不同的数据集上)。

进程与线程

Java 语言中定义的线程(Thread)同样包括一个内存入口点地址、一个出口点地址以及能够顺序执行的代码序列。但是进程与线程的重要区别在于线程不能够单独执行,它必须运行在处于活动状态的应用程序进程中,因此可以定义线程是程序内部的具有并发性的顺序代码流。

Unix 操作系统和 Microsoft Windows 操作系统支持多用户、多进程的并发执行,而 Java 语言支持应用程序进程内部的多个执行线程的并发执行。多线程的意义在于一个应用程序的多个逻辑单元可以并发地执行。但是多线程并不意味着多个用户进程在执行,操作系统也不把每个线程作为独立的进程来分配独立的系统资源。进程可以创建其子进程,子进程与父进程拥有不同的可执行代码和数据内存空间。而在用于代表应用程序的进程中多个线程共享数据内存空间,但保持每个线程拥有独立的执行堆栈和程序执行上下文(Context)。

基于上述区别,线程也可以称为轻型进程 (Light Weight Process,LWP)。不同线程间允许任务协作和数据交换,使得在计算机系统资源消耗等方面非常廉价。

线程需要操作系统的支持,不是所有类型的计算机都支持多线程应用程序。Java 程序设计语言将线程支持与语言运行环境结合在一起,提供了多任务并发执行的能力。这就好比一个人在处理家务的过程中,将衣服放到洗衣机中自动洗涤后将大米放在电饭锅里,然后开始做菜。等菜做好了,饭熟了同时衣服也洗好了。

一个知乎里的例子

书面的讲,进程和线程基本是一个东西,只是进程可以包含若干个线程。此外就是在操作系统中的层级上,也就是粒度不同外,无甚其他大的区别。在一般使用中,需要就多开几个 Thread 即可。形象的讲,进程就是一个项目组,每个程序员就是里面的线程呀!当然一个程序员也可以叫做一个项目组,对应的就是一个进程只有一个线程。公司里面的任务是分配给项目组级别的,干活的就是其中的程序员。总的意思就是,进程和线程没有什么区别。吐槽的话:我的意思就是进程干不过来了,那就多开几个线程呀!

下面是我的一些参考的资料

CSDN 博客的链接–进程,线程,程序的区别和联系

知乎–关于进程与线程的讨论

下面这篇文章很好,里面有图片,讲得很生动形象

进程与线程的一个简单解释

我把文字部分复制过来,大家还是去他的博客去看。


进程与线程的一个简单解释–阮一峰

作者: 阮一峰
日期: 2013 年 4 月 24 日
进程(process)和线程(thread)是操作系统的基本概念,但是它们比较抽象,不容易掌握。
最近,我读到一篇材料,发现有一个很好的类比,可以把它们解释地清晰易懂。
1.

计算机的核心是 CPU,它承担了所有的计算任务。它就像一座工厂,时刻在运行。
2.

假定工厂的电力有限,一次只能供给一个车间使用。也就是说,一个车间开工的时候,其他车间都必须停工。背后的含义就是,单个 CPU 一次只能运行一个任务。
3.

进程就好比工厂的车间,它代表 CPU 所能处理的单个任务。任一时刻,CPU 总是运行一个进程,其他进程处于非运行状态。
4.

一个车间里,可以有很多工人。他们协同完成一个任务。
5.

线程就好比车间里的工人。一个进程可以包括多个线程。
6.

车间的空间是工人们共享的,比如许多房间是每个工人都可以进出的。这象征一个进程的内存空间是共享的,每个线程都可以使用这些共享内存。
7.

可是,每间房间的大小不同,有些房间最多只能容纳一个人,比如厕所。里面有人的时候,其他人就不能进去了。这代表一个线程使用某些共享内存时,其他线程必须等它结束,才能使用这一块内存。
8.

一个防止他人进入的简单方法,就是门口加一把锁。先到的人锁上门,后到的人看到上锁,就在门口排队,等锁打开再进去。这就叫 “互斥锁”(Mutual exclusion,缩写 Mutex),防止多个线程同时读写某一块内存区域。
9.

还有些房间,可以同时容纳 n 个人,比如厨房。也就是说,如果人数大于 n,多出来的人只能在外面等着。这好比某些内存区域,只能供给固定数目的线程使用。
10.

这时的解决方法,就是在门口挂 n 把钥匙。进去的人就取一把钥匙,出来时再把钥匙挂回原处。后到的人发现钥匙架空了,就知道必须在门口排队等着了。这种做法叫做 “信号量”(Semaphore),用来保证多个线程不会互相冲突。
不难看出,mutex 是 semaphore 的一种特殊情况(n=1 时)。也就是说,完全可以用后者替代前者。但是,因为 mutex 较为简单,且效率高,所以在必须保证资源独占的情况下,还是采用这种设计。
11.

操作系统的设计,因此可以归结为三点:
(1)以多进程形式,允许多个任务同时运行;
(2)以多线程形式,允许单个任务分成不同的部分运行;
(3)提供协调机制,一方面防止进程之间和线程之间产生冲突,另一方面允许进程之间和线程之间共享资源。
(完)


以上,所有

2017 / 08 / 12

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