进程与线程

进程与线程

计算机的核心是CPU,它承担了所有的计算任务,时刻在运行。单个CPU一次只能运行一个任务。进程就代表CPU所能处理的单个任务。任意时刻,CPU总是运行一个进程,其他进程处于非运行状态。一个进程可以包括多个线程,线程协同完成一个任务。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。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。“互斥锁”(Mutual exclusion,即Mutex),可以防止多个线程同时读写某一块内存区域。某些内存区域,只能供给固定数目的线程使用。“信号量”(Semaphore),用来保证多个线程不会互相冲突。mutex时semaphore的一种特殊情况n=1,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。

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。

进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。它可以申请和拥有系统资源,是基本的分配单元,也是基本的执行单元,是一个动态的概念,一个活动的实体。

进程实质是程序在多道程序系统中的一次执行过程,进程是动态产生,动态消亡。进程的缺点 :进程之间通信比较慢,因为进程控制和进程序通信机制开销很大。程序是指令和数据的有序集合,其本身没有任何运行的含义,是一个静态的概念。线程是进程中的一部分,进程包含多个线程在运行。

线程就是运行在进程上下文的一个逻辑流,是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位。线程基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源,但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。