AI摘要:进程和线程是操作系统中的基本概念,它们在资源分配、执行、稳定性等方面存在显著差异。进程是资源分配的基本单位,拥有独立的内存空间,而线程是程序执行的最小单位,共享进程资源。进程间通信复杂,线程间通信简单。进程稳定性高,线程崩溃可能影响同一进程。进程和线程都支持并发执行,但线程在多核处理器上能更高效利用资源。线程创建和销毁开销小,适合频繁任务切换。
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进程和线程的区别
一.什么是进程和线程
1. 首先举个栗子:
比如我有一个木材加工厂,现在生意不错,我需要增加一些产能,那么我现在就有两种选择
①新开设一座工厂→进程
②新加一条生产线→线程
我们这里新开一座工厂,就类似创建一个新的进程,我们的场地,木材,工人和上一个工厂没有太多的联系,抗风险能力也随之提升。
而我们新加一条生产线呢,就类似创建了一个新的进程,和其他进程共享同一块地盘(内存空间),原材料(资源),抗风险能力也随之减弱(一个线程的崩溃可能会影响同一进程中的其他线程)。
2.再举个栗子:
线程在进程下行进(单纯的车厢无法运行)
一个进程可以包含多个线程(一辆火车可以有多个车厢)
不同进程间数据很难共享(一辆火车上的乘客很难换到另外一辆火车,比如站点换乘)
同一进程下不同线程间数据很易共享(A车厢换到B车厢很容易)
进程要比线程消耗更多的计算机资源(采用多列火车相比多个车厢更耗资源)
进程间不会相互影响,一个线程挂掉将导致整个进程挂掉(一列火车不会影响到另外一列火车,但是如果一列火车上中间的一节车厢与前一节产生断裂,将影响后面的所有车厢)
进程可以拓展到多机,进程最多适合多核(不同火车可以开在多个轨道上,同一火车的车厢不能在行进的不同的轨道上)
进程使用的内存地址可以上锁,即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。(比如火车上的洗手间)-"互斥锁"
进程使用的内存地址可以限定使用量(比如火车上的餐厅,最多只允许多少人进入,如果满了需要在门口等,等有人出来了才能进去)-“信号量”
3.看一下定义:
进程(Process)是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配的基本单位,是操作系统结构的基础。在早期面向进程设计的计算机结构中,进程是程序的基本执行实体;在当代面向线程设计的计算机结构中,进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描述,进程是程序的实体
线程(thread)是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流,一个进程中可以并发多个线程,每条线程并行执行不同的任务。在Unix System V及SunOS中也被称为轻量进程(lightweight processes),但轻量进程更多指内核线程(kernel thread),而把用户线程(user thread)称为线程。
二.进程与线程的联系和区别
进程 | 线程 | |
---|---|---|
定义 | 资源分配的最小单位 | 程序执行的最小单位 |
资源分配 | 每个进程都有独立的内存空间和资源,不同进程之间的通信需要消耗更多的资源 | 线程共享相同进程的内存空间和资源,因此线程间通信更加高效。 |
创建与销毁 | 创建新进程需要较多的系统资源和时间,进程的创建和销毁相对较慢 | 创建和销毁线程相对较快,因为它们共享进程的资源,所需的开销较小 |
稳定性 | 进程之间具有隔离性,某个进程崩溃不会影响其它进程 | 一个线程的崩溃可能会影响同一进程中的其他线程 |
进程和线程的联系 | |
---|---|
同一进程内 | 进程可以包含多个线程,这些线程共享相同的内存空间和资源,可以更加高效地协同工作 |
并发执行 | 进程和线程都可以实现并发执行,提高系统的效率和响应速度。 |
通信与同步 | 无论是进程还是线程,都需要进行通信和同步来共享数据和协调任务。进程间的通信较为复杂,而线程间通信相对简单。 |
资源共享 | 在多核处理器上,多个线程可以同时运行在不同的核心上,从而更好地利用硬件资源。 |
系统开销 | 线程共享进程的资源,创建和销毁线程的开销较小,适用于需要频繁创建销毁任务的情况。 |
注:如果一个进程中只有一个线程,那么线程结束代表着进程结束