一篇讓你明白進程與線程之間的區(qū)別與聯(lián)系

ekylin 2022-01-10

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前言

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本章主要介紹進程與線程的區(qū)別與聯(lián)系相關(guān)知識點，也是我們面試過程中，經(jīng)常會問到的了一個問題。希望通過這篇文章，能讓大家理解相關(guān)知識點~

涉及面試題：

1.進程與線程之間有什么區(qū)別？
2.進程、線程都各有什么特點？
3.進程之間的是怎么進行交互的呢？
4.什么是緩沖區(qū)溢出？
5.進程之間如何進行交互？
6.線程之間如何進行交互？

上面的面試題可以看出，其實都是一回事，只是換了一種提問方式，只要我們能掌握核心要點，隨便面試官怎么提問，我們都能輕松應(yīng)對！

1. 小栗子：

我們生活中有許許多多關(guān)于進程與線程的小栗子，比如：1.我們使用打開一個微信軟件，這個時候就開啟了一個進程，
當(dāng)我們在微信里面進行各種操作（查看朋友圈，掃一掃...），這么多的操作就是線程。
所以我們可以說“進程”是包含“線程”的，“線程”是“進程”的一個子集。

來源百度百科：

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)。在當(dāng)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。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)。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。

線程（thread） 是操作系統(tǒng)能夠進行運算調(diào)度的最小單位。它被包含在進程之中，是進程中的實際運作單位。一條線程指的是進程中一個單一順序的控制流，一個進程中可以并發(fā)多個線程，每條線程并行執(zhí)行不同的任務(wù)。

我們簡單總結(jié)下：

進程：指在系統(tǒng)中正在運行的一個應(yīng)用程序；程序一旦運行就是進程；進程——資源分配的最小單位。

線程：系統(tǒng)分配處理器時間資源的基本單元，或者說進程之內(nèi)獨立執(zhí)行的一個單元執(zhí)行流。線程——程序執(zhí)行的最小單位。

2. 深入理解：

2.1 進程(線程+內(nèi)存+文件/網(wǎng)絡(luò)句柄)

我們通過上面的圖片進行進一步理解：

“內(nèi)存”：
我們通常所理解的內(nèi)存是我們所見到的(2G/4G/8G/16G)物理內(nèi)存,它為什么會在進程之中呢？
實際上，這里的內(nèi)存是邏輯內(nèi)存。指的是內(nèi)存的尋址空間。每個進程的內(nèi)存是相互獨立的。
否則的話會出現(xiàn)一個問題：我們把指針的值改一改就指向其他進程的內(nèi)存了，通過這樣我們豈不是就可以看到其他進程中"微信"或者是"網(wǎng)上銀行"的信息，
這樣的話，那我們的微信聊天記錄或者是銀行賬戶的信息就都被別人找到了，這是一個很危險的信號！顯然這樣是不可能的。

“文件/網(wǎng)絡(luò)句柄”：
它們是所有的進程所共有的，例如打開同一個文件，去搶同一個網(wǎng)絡(luò)的端口這樣的操作是被允許的。

“線程”：
接下來，我們就要介紹一下我們的“線程”有關(guān)知識

2.2 線程(棧+PC+TLS)

2.2.1 棧:

我們通常都是說調(diào)用堆棧，其實這里的堆是沒有含義的，調(diào)用堆棧就是調(diào)用棧的意思。
那么我們的棧里面有什么呢？
我們從主線程的入口main函數(shù)，會不斷的進行函數(shù)調(diào)用，
每次調(diào)用的時候，會把所有的參數(shù)和返回地址壓入到棧中。

2.2.2 PC：

Program Counter 程序計數(shù)器，操作系統(tǒng)真正運行的是一個個的線程，
而我們的進程只是它的一個容器。PC就是指向當(dāng)前的指令，而這個指令是放在內(nèi)存中。
每個線程都有一串自己的指針，去指向自己當(dāng)前所在內(nèi)存的指針。
計算機絕大部分是存儲程序性的，說的就是我們的數(shù)據(jù)和程序是存儲在同一片內(nèi)存里的
這個內(nèi)存中既有我們的數(shù)據(jù)變量又有我們的程序。所以我們的PC指針就是指向我們的內(nèi)存的。

2.2.2.1 緩沖區(qū)溢出

例如我們經(jīng)常聽到一個漏洞：緩沖區(qū)溢出
這是什么意思呢？
例如：我們有個地方要輸入用戶名，本來是用來存數(shù)據(jù)的地方。
然后黑客把數(shù)據(jù)輸入的特別長。這個長度超出了我們給數(shù)據(jù)存儲的內(nèi)存區(qū)，這時候跑到了
我們給程序分配的一部分內(nèi)存中。黑客就可以通過這種辦法將他所要運行的代碼
寫入到用戶名框中，來植入進來。我們的解決方法就是，用用戶名的長度來限制不要超過
用戶名的緩沖區(qū)的大小來解決。

2.3 TLS:

全稱：thread local storage
之前我們看到每個進程都有自己獨立的內(nèi)存，這時候我們想，我們的線程有沒有一塊獨立的內(nèi)存呢?答案是有的，就是TLS。
可以用來存儲我們線程所獨有的數(shù)據(jù)。
可以看到：線程才是我們操作系統(tǒng)所真正去運行的，而進程呢，則是像容器一樣他把需要的一些東西放在了一起，而把不需要的東西做了一層隔離，進行隔離開來。

3. 進程之間的是怎么進行交互的呢？

通過TCP/IP的端口來實現(xiàn)

在后續(xù)的文章中我們將一一詳細(xì)介紹！

4. 線程之間又是怎樣進行交互？

線程的通信就比較簡單，有一大塊共享的內(nèi)存，只要大家的指針是同一個就可以看到各自的內(nèi)存。

在后續(xù)的文章中我們將一一詳細(xì)介紹！

5.小結(jié)：

1.進程要分配一大部分的內(nèi)存，而線程只需要分配一部分棧就可以了.
2.一個程序至少有一個進程,一個進程至少有一個線程.
3.進程是資源分配的最小單位，線程是程序執(zhí)行的最小單位。
4.一個線程可以創(chuàng)建和撤銷另一個線程，同一個進程中的多個線程之間可以并發(fā)執(zhí)行.

文末

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