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進(jìn)程與線程的區(qū)別：
一個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行著很多進(jìn)程，可以比喻為一條馬路上有很多馬車 不同的進(jìn)程可以理解為不同的馬車 而同一輛馬車可以有很多匹馬來(lái)拉----這些馬就是線程 假設(shè)道路的寬度恰好可以通過(guò)一輛馬車 道路可以認(rèn)為是臨界資源 那么馬車成為分配資源的最小單位（進(jìn)程） 而同一個(gè)馬車被很多匹馬驅(qū)動(dòng)（線程）----即最小的運(yùn)行單位 每輛馬車馬匹數(shù)>=1 所以馬匹數(shù)=1的時(shí)候進(jìn)程和線程沒(méi)有嚴(yán)格界限，只存在一個(gè)概念上的區(qū)分度 馬匹數(shù)>1的時(shí)候才可以嚴(yán)格區(qū)分進(jìn)程和線程 專業(yè)的解釋： 簡(jiǎn)而言之,一個(gè)程序至少有一個(gè)進(jìn)程,一個(gè)進(jìn)程至少有一個(gè)線程. 線程的劃分尺度小于進(jìn)程，使得多線程程序的并發(fā)性高。另外，進(jìn)程在執(zhí)行過(guò)程中擁有獨(dú)立的內(nèi)存單元，而多個(gè)線程共享內(nèi)存，從而極大地提高了程序的運(yùn)行效率。 線程在執(zhí)行過(guò)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(lái)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(méi)有將多個(gè)線程看做多個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用，來(lái)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。 進(jìn)程是具有一定獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合上的一次運(yùn)行活動(dòng),進(jìn)程是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位. 線程是進(jìn)程的一個(gè)實(shí)體,是CPU調(diào)度和分派的基本單位,它是比進(jìn)程更小的能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位.線程自己基本上不擁有系統(tǒng)資源,只擁有一點(diǎn)在運(yùn)行中必不可少的資源(如程序計(jì)數(shù)器,一組寄存器和棧),但是它可與同屬一個(gè)進(jìn)程的其他的線程共享進(jìn)程所擁有的全部資源. 一個(gè)線程可以創(chuàng)建和撤銷另一個(gè)線程;同一個(gè)進(jìn)程中的多個(gè)線程之間可以并發(fā)執(zhí)行 進(jìn)程和線程的主要差別在于它們是不同的操作系統(tǒng)資源管理方式。進(jìn)程有獨(dú)立的地址空間，一個(gè)進(jìn)程崩潰后，在保護(hù)模式下不會(huì)對(duì)其它進(jìn)程產(chǎn)生影響，而線程只是一個(gè)進(jìn)程中的不同執(zhí)行路徑。線程有自己的堆棧和局部變量，但線程之間沒(méi)有單獨(dú)的地址空間，一個(gè)線程死掉就等于整個(gè)進(jìn)程死掉，所以多進(jìn)程的程序要比多線程的程序健壯，但在進(jìn)程切換時(shí)，耗費(fèi)資源較大，效率要差一些。但對(duì)于一些要求同時(shí)進(jìn)行并且又要共享某些變量的并發(fā)操作，只能用線程，不能用進(jìn)程。如果有興趣深入的話，我建議你們看看《現(xiàn)代操作系統(tǒng)》或者《操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》。對(duì)就個(gè)問(wèn)題說(shuō)得比較清楚。 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 進(jìn)程概念 進(jìn)程是表示資源分配的基本單位，又是調(diào)度運(yùn)行的基本單位。例如，用戶運(yùn)行自己的程序，系統(tǒng)就創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程，并為它分配資源，包括各種表格、內(nèi)存空間、磁盤空間、I／O設(shè)備等。然后，把該進(jìn)程放人進(jìn)程的就緒隊(duì)列。進(jìn)程調(diào)度程序選中它，為它分配CPU以及其它有關(guān)資源，該進(jìn)程才真正運(yùn)行。所以，進(jìn)程是系統(tǒng)中的并發(fā)執(zhí)行的單位。 在Mac、Windows NT等采用微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)中，進(jìn)程的功能發(fā)生了變化：它只是資源分配的單位，而不再是調(diào)度運(yùn)行的單位。在微內(nèi)核系統(tǒng)中，真正調(diào)度運(yùn)行的基本單位是線程。因此，實(shí)現(xiàn)并發(fā)功能的單位是線程。 線程概念 線程是進(jìn)程中執(zhí)行運(yùn)算的最小單位，亦即執(zhí)行處理機(jī)調(diào)度的基本單位。如果把進(jìn)程理解為在邏輯上操作系統(tǒng)所完成的任務(wù)，那么線程表示完成該任務(wù)的許多可能的子任務(wù)之一。例如，假設(shè)用戶啟動(dòng)了一個(gè)窗口中的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序，操作系統(tǒng)就將對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的調(diào)用表示為一個(gè)進(jìn)程。假設(shè)用戶要從數(shù)據(jù)庫(kù)中產(chǎn)生一份工資單報(bào)表，并傳到一個(gè)文件中，這是一個(gè)子任務(wù)；在產(chǎn)生工資單報(bào)表的過(guò)程中，用戶又可以輸人數(shù)據(jù)庫(kù)查詢請(qǐng)求，這又是一個(gè)子任務(wù)。這樣，操作系統(tǒng)則把每一個(gè)請(qǐng)求――工資單報(bào)表和新輸人的數(shù)據(jù)查詢表示為數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)程中的獨(dú)立的線程。線程可以在處理器上獨(dú)立調(diào)度執(zhí)行，這樣，在多處理器環(huán)境下就允許幾個(gè)線程各自在單獨(dú)處理器上進(jìn)行。操作系統(tǒng)提供線程就是為了方便而有效地實(shí)現(xiàn)這種并發(fā)性 引入線程的好處 （1）易于調(diào)度。 （2）提高并發(fā)性。通過(guò)線程可方便有效地實(shí)現(xiàn)并發(fā)性。進(jìn)程可創(chuàng)建多個(gè)線程來(lái)執(zhí)行同一程序的不同部分。 （3）開銷少。創(chuàng)建線程比創(chuàng)建進(jìn)程要快，所需開銷很少。。 （4）利于充分發(fā)揮多處理器的功能。通過(guò)創(chuàng)建多線程進(jìn)程（即一個(gè)進(jìn)程可具有兩個(gè)或更多個(gè)線程），每個(gè)線程在一個(gè)處理器上運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的并發(fā)性，使每個(gè)處理器都得到充分運(yùn)行。 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 進(jìn)程和線程的關(guān)系： （1）一個(gè)線程只能屬于一個(gè)進(jìn)程，而一個(gè)進(jìn)程可以有多個(gè)線程，但至少有一個(gè)線程。 （2）資源分配給進(jìn)程，同一進(jìn)程的所有線程共享該進(jìn)程的所有資源。 （3）處理機(jī)分給線程，即真正在處理機(jī)上運(yùn)行的是線程。 （4）線程在執(zhí)行過(guò)程中，需要協(xié)作同步。不同進(jìn)程的線程間要利用消息通信的辦法實(shí)現(xiàn)同步。 線程是指進(jìn)程內(nèi)的一個(gè)執(zhí)行單元,也是進(jìn)程內(nèi)的可調(diào)度實(shí)體. 與進(jìn)程的區(qū)別: (1)調(diào)度：線程作為調(diào)度和分配的基本單位，進(jìn)程作為擁有資源的基本單位 (2)并發(fā)性：不僅進(jìn)程之間可以并發(fā)執(zhí)行，同一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)線程之間也可并發(fā)執(zhí)行 (3)擁有資源：進(jìn)程是擁有資源的一個(gè)獨(dú)立單位，線程不擁有系統(tǒng)資源，但可以訪問(wèn)隸屬于進(jìn)程的資源. (4)系統(tǒng)開銷：在創(chuàng)建或撤消進(jìn)程時(shí)，由于系統(tǒng)都要為之分配和回收資源，導(dǎo)致系統(tǒng)的開銷明顯大于創(chuàng)建或撤消線程時(shí)的開銷。 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 進(jìn)程間的通信方式： 1.管道（pipe）及有名管道（named pipe）： 管道可用于具有親緣關(guān)系的父子進(jìn)程間的通信，有名管道除了具有管道所具有的功能外，它還允許無(wú)親緣關(guān)系進(jìn)程間的通信。 2.信號(hào)（signal）： 信號(hào)是在軟件層次上對(duì)中斷機(jī)制的一種模擬，它是比較復(fù)雜的通信方式，用于通知進(jìn)程有某事件發(fā)生，一個(gè)進(jìn)程收到一個(gè)信號(hào)與處理器收到一個(gè)中斷請(qǐng)求效果上可以說(shuō)是一致的。 3.消息隊(duì)列（message queue）： 消息隊(duì)列是消息的鏈接表，它克服了上兩種通信方式中信號(hào)量有限的缺點(diǎn)，具有寫權(quán)限得進(jìn)程可以按照一定得規(guī)則向消息隊(duì)列中添加新信息；對(duì)消息隊(duì)列有讀權(quán)限得進(jìn)程則可以從消息隊(duì)列中讀取信息。 4.共享內(nèi)存（shared memory）： 可以說(shuō)這是最有用的進(jìn)程間通信方式。它使得多個(gè)進(jìn)程可以訪問(wèn)同一塊內(nèi)存空間，不同進(jìn)程可以及時(shí)看到對(duì)方進(jìn)程中對(duì)共享內(nèi)存中數(shù)據(jù)得更新。這種方式需要依靠某種同步操作，如互斥鎖和信號(hào)量等。 5.信號(hào)量（semaphore）： 主要作為進(jìn)程之間及同一種進(jìn)程的不同線程之間得同步和互斥手段。 6.套接字（socket）； 這是一種更為一般得進(jìn)程間通信機(jī)制，它可用于網(wǎng)絡(luò)中不同機(jī)器之間的進(jìn)程間通信，應(yīng)用非常廣泛。 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 線程之間的同步通信： 1.信號(hào)量 二進(jìn)制信號(hào)量 互斥信號(hào)量 整數(shù)型信號(hào)量 記錄型信號(hào)量 2.消息 消息隊(duì)列 消息郵箱 3.事件event 互斥型信號(hào)量：必須是同一個(gè)任務(wù)申請(qǐng)，同一個(gè)任務(wù)釋放，其他任務(wù)釋放無(wú)效。同一個(gè)任務(wù)可以遞歸申請(qǐng)。（互斥信號(hào)量是二進(jìn)制信號(hào)量的一個(gè)子集）
二進(jìn)制信號(hào)量：一個(gè)任務(wù)申請(qǐng)成功后，可以由另一個(gè)任務(wù)釋放。（與互斥信號(hào)量的區(qū)別） 整數(shù)型信號(hào)量：取值不局限于0和1,可以一個(gè)任務(wù)申請(qǐng)，另一個(gè)任務(wù)釋放。（包含二進(jìn)制信號(hào)量，二進(jìn)制信號(hào)量是整數(shù)型信號(hào)量的子集） 二進(jìn)制信號(hào)量實(shí)現(xiàn)任務(wù)互斥： 打印機(jī)資源只有一個(gè)，a b c三個(gè)任務(wù)共享，當(dāng)a取得使用權(quán)后，為了防止其他任務(wù)錯(cuò)誤地釋放了信號(hào)量（二進(jìn)制信號(hào)量允許其他任務(wù)釋放），必須將打印機(jī)房的門關(guān)起來(lái)(進(jìn)入臨界段)，用完后，釋放信號(hào)量，再把門打開(出臨界段)，其他任務(wù)再進(jìn)去打印。(而互斥型信號(hào)量由于必須由取得信號(hào)量的那個(gè)任務(wù)釋放，故不會(huì)出現(xiàn)其他任務(wù)錯(cuò)誤地釋放了信號(hào)量的情況出現(xiàn)，故不需要有臨界段?；コ庑托盘?hào)量是二進(jìn)制信號(hào)量的子集。) 二進(jìn)制信號(hào)量實(shí)現(xiàn)任務(wù)同步： a任務(wù)一直等待信號(hào)量，b任務(wù)定時(shí)釋放信號(hào)量，完成同步功能 記錄型信號(hào)量（record semaphore)： +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 同步和互斥的區(qū)別： 當(dāng)有多個(gè)線程的時(shí)候，經(jīng)常需要去同步這些線程以訪問(wèn)同一個(gè)數(shù)據(jù)或資源。例如，假設(shè)有一個(gè)程序，其中一個(gè)線程用于把文件讀到內(nèi)存，而另一個(gè)線程用于統(tǒng)計(jì)文件中的字符數(shù)。當(dāng)然，在把整個(gè)文件調(diào)入內(nèi)存之前，統(tǒng)計(jì)它的計(jì)數(shù)是沒(méi)有意義的。但是，由于每個(gè)操作都有自己的線程，操作系統(tǒng)會(huì)把兩個(gè)線程當(dāng)作是互不相干的任務(wù)分別執(zhí)行，這樣就可能在沒(méi)有把整個(gè)文件裝入內(nèi)存時(shí)統(tǒng)計(jì)字?jǐn)?shù)。為解決此問(wèn)題，你必須使兩個(gè)線程同步工作。 所謂互斥，是指散布在不同進(jìn)程之間的若干程序片斷，當(dāng)某個(gè)進(jìn)程運(yùn)行其中一個(gè)程序片段時(shí)，其它進(jìn)程就不能運(yùn)行它們之中的任一程序片段，只能等到該進(jìn)程運(yùn)行完這個(gè)程序片段后才可以運(yùn)行。如果用對(duì)資源的訪問(wèn)來(lái)定義的話，互斥某一資源同時(shí)只允許一個(gè)訪問(wèn)者對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)，具有唯一性和排它性。但互斥無(wú)法限制訪問(wèn)者對(duì)資源的訪問(wèn)順序，即訪問(wèn)是無(wú)序的 所謂同步，是指散步在不同進(jìn)程之間的若干程序片斷，它們的運(yùn)行必須嚴(yán)格按照規(guī)定的某種先后次序來(lái)運(yùn)行，這種先后次序依賴于要完成的特定的任務(wù)。如果用對(duì)資源的訪問(wèn)來(lái)定義的話，同步是指在互斥的基礎(chǔ)上（大多數(shù)情況），通過(guò)其它機(jī)制實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)者對(duì)資源的有序訪問(wèn)。在大多數(shù)情況下，同步已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了互斥，特別是所有寫入資源的情況必定是互斥的。少數(shù)情況是指可以允許多個(gè)訪問(wèn)者同時(shí)訪問(wèn)資源 |
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來(lái)自： 燮羽 > 《編程基礎(chǔ)》
