【操作系统】进程和线程的区别
创始人
2024-05-29 11:41:10
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文章目录

  • 1. 概述
  • 2. 进程
  • 3. 线程
  • 4. 协程
  • 5. 进程与线程区别

1. 概述

进程和线程这两个名词天天听,但是对于它们的含义和关系其实还有点懵的,其实除了进程和线程,还存在一个协程,它们的关系如下:

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首先,我们需要明白一个笼统的定义(并不严谨):进程 > 线程 > 协程。

它们的基本概念如下:

  1. 进程: 是并发执行的程序在执行过程中分配和管理资源的基本单位,是一个动态概念,竞争计算机系统资源的基本单位
  2. 线程: 是进程的一个执行单元,是进程内科调度实体。比进程更小的独立运行的基本单位。线程也被称为轻量级进程
  3. 协程: 是一种比线程更加轻量级的存在。一个线程也可以拥有多个协程。其执行过程更类似于子例程,或者说不带返回值的函数调用。

2. 进程

打开任务管理器可以看见当前系统正在运行的所有进程,这些进程都有一个属于自己的独立空间,并且一个进程最少有一个线程

一个进程就是一个程序,程序之间的切换会带来比较大的开销。并且,进程之间不能共享堆和方法区的资源,因此如果发生了进程之间的切换,负担会比较大。

最最最重要的是,进程是CPU资源分配的最小单位!

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3. 线程

线程是进程的一个执行任务(控制单位),负责当前进程中程序的执行。

一个进程最少有一个线程,最多可以有很多的线程,同一个进程内的多个线程可以共享数据,它们可以共享方法区和堆内存,每个线程都有它们自己的程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈。

正是因为同一线程之间可以共享数据,所以各个线程出现切换工作的时候,这个代价比不同进程之间发生发生切换的代价要小。所以,线程也被称为轻量级进程。

线程是CPU调度的最小单位。

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4. 协程

协程,也被称为微线程,是用户态的轻量级的线程。

协程有自己的寄存器上下文和栈,当协程调度切换的时候,会将寄存器上下文和栈保存到其他地方,在切换回来的时候,可以恢复先前保存的寄存器上下文和栈。

因此协程可以保留上一次调用的状态,每次过程重入的时候,相当于进入上一次调用的状态。

协程最突出的优点就是高并发、高扩展性和低成本,一个CPU可以支持上万个协程,所以很适合用来做高并发处理。

协程的好处:

  1. 无需线程上下文切换的开销
  2. 无需原子操作锁定及同步的开销
  3. 方便切换控制流,简化编程模型

协程的坏处:

  1. 无法利用多核资源:协程的本质其实就是单线程,所以它无法充分利用多核CPU的优势,协程需要和进程配合才能运行在多CPU上。
  2. 进行阻塞(Blocking)操作(如IO时)会阻塞掉整个程序

5. 进程与线程区别

  1. 根本区别进程是操作系统资源分配的基本单位,而线程是处理器任务调度和执行的基本单位。
  2. 资源开销:每个进程都有独立的代码和数据空间(程序上下文),程序之间的切换会有较大的开销;线程可以看做轻量级的进程,同一类线程共享代码和数据空间,每个线程都有自己独立的运行栈和程序计数器(PC),线程之间切换的开销小。
  3. 包含关系:如果一个进程内有多个线程,则执行过程不是一条线的,而是多条线(线程)共同完成的;线程是进程的一部分,所以线程也被称为轻权进程或者轻量级进程。
  4. 内存分配:同一进程的线程共享本进程的地址空间和资源,而进程之间的地址空间和资源是相互独立的。
  5. 影响关系:一个进程崩溃后,在保护模式下不会对其他进程产生影响,但是一个线程崩溃整个进程都死掉。所以多进程要比多线程健壮。
  6. 执行过程:每个独立的进程有程序运行的入口、顺序执行序列和程序出口。但是线程不能独立执行,必须依存在应用程序中,由应用程序提供多个线程执行控制,两者均可并发执行6.

参考:

  • 进程和线程的区别(超详细)_ThinkWon的博客-CSDN博客
  • 面试题:线程与进程区别 - 腾讯云开发者社区-腾讯云

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