进程和线程

该文章由网上资源整合~

一、进程和线程的定义

进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

线程是进程的一个实体，是cpu调度和分派的基本单位，它是比进程更小的能独立运行的基本单位，线程自己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（如程序计数器，一组寄存器和栈），一个线程可以创建和撤销另一个线程。线程是进程中的一部分，进程包含多个线程在运行。

二、进程和线程的关系

1、一个线程只能属于一个进程，而一个进程可以有多个线程，但至少有一个线程。

2、资源分配给进程，同一进程的所有线程共享该进程的所有资源。

3、线程在执行过程中，需要协作同步。不同进程的线程间要利用消息通信的方法实现同步。

4、处理机分给线程，即真正在处理机上运行的是线程

5、线程是指进程内的一个执行单元，也是进程内的可调度实体。

三、线程和进程的区别

1、调度：线程作为cpu调度和分配的基本单位，进程作为拥有系统资源的基本单位。

2、并发性：不仅进程之间可以并发执行，同一个进程的多个线程之间也可以并发执行。

3、拥有资源：进程是拥有资源的一个独立单位，线程不拥有系统资源，但可以访问隶属于进程的资源。

4、系统开销：在创建或撤销进程的时候，由于系统都要为之分配和回收资源，导致系统的明显大于创建或撤销线程时的开销。但进程有独立的地址空间，进程崩溃后，在保护模式下不会对其他的进程产生影响，而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量，但线程之间没有独立的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以多进程的程序要比多线程的程序健壮，但是在进程切换时，耗费的资源较大，效率要差些。

四、线程和进程其他

线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性高。

另外，进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而极大的提高了程序运行效率。

线程在执行过程中，每个独立的线程有一个程序运行的入口，顺序执行序列和程序的出口，但是线程不能够独立执行，必须依存在应用程序中，有应用程序提供多个线程执行控制。

从逻辑角度看，多线程的意义在与一个应用程序中，有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用，来实现进程的调度和管理以及资源分配。

五、线程的同步和互斥

多线程共享一个进程的地址空间，虽然线程间通信容易进行，但是多线程同时访问共享对象时需要引入同步和互斥机制。

线程同步：多个任务按照约定的顺序相互配合完成一件事，基于信号量的概念提出了一种同步机制，由信号量来决定线程是继续运行还是阻塞等待。

信号量代表某一类资源，其值表示系统中该资源的数量。

信号量是一个受保护的变量，只能通过三种操作来访问：初始化 P操作（申请资源），V操作（释放资源），信号量的值为非负整数。

线程互斥：互相等待，引入互斥锁的目的是用来保证共享资源数据操作的完整性。互斥锁主要用来保护临界资源，每个临界资源都有一个互斥锁来保护，任何时刻最多只能有一个线程能访问该资源。

线程必须先获得互斥锁才能访问临界资源，访问玩临界资源后释放该锁。如果无法获得锁，线程会阻塞直到获得锁为止。