编程

进程 vs. 线程

102 2024-05-26 01:07:00

1. 介绍

本文将简要定义两个不明确的术语,进程和线程。之后,我们将看看它们之间的区别。

2. 定义

进程是程序的执行。它包括程序本身、数据、文件等资源以及执行信息(比如,操作系统保存的进程关系信息等)。操作系统允许用户通过系统调用创建、调度和终止进程。

线程是一个非完全进程。它有自己的堆栈,并执行给定的一段代码。与实际进程不同,线程通常与其他线程共享内存。相反,进程中的每个进程通常都有不同的内存区域。

我们可以实现三种不同类型的线程:内核级线程、用户级线程和混合线程。

3. 进程和线程的不同之处

尽管没有理由认为线程和进程是独立的实体,但这两个实体的某些特定属性使它们彼此不同。我们可以看到进程和线程之间的简要关系:

 

3.1. 进程的的一些特定特征

进程的独特之处在于它们不共享数据和信息;它们是独立的执行实体。简而言之,进程有自己的堆栈、内存和数据
为了创建多个进程,我们需要使用单独的系统调用。此外,进程管理还需要更多的系统调用。
最后,为了与多个进程合作,我们需要使用进程间通信(IPC)机制。这种情况也会导致系统调用数量的增加。

3.2. 线程的的一些特定特性

与进程不同,线程共享数据和信息。然而,它们确实有自己的堆栈。
我们可以通过只使用一个系统调用来创建多个线程。为了进一步简化,线程管理只需要很少甚至不需要系统调用,因为我们不需要诸如 IPC 之类的额外机制来维护线程之间的通信。

3.3. 进程和线程之间的关键区别

 ProcessThread
定义进程是程序的之下线程是非完全进程
创建需要使用多个的系统调用来创建多个进程一个系统调用可以创建多个线程
终止与线程相比,进程的终止消耗更多与进程相比,进程的终止消耗更少
通信需要通过额外的机制(比如 IPC)来实现无需额外的机制
上下文切换进程的上下文切换比线程慢线程间的上下文切换比进程快得多
资源由于进程拥有独立的内存空间,它消耗的内存更多线程消耗的资源更少
内存进程基本上是隔离的线程共享内存
共享进程之间共享数据需要额外的机制,比如 IPC线程之间共享数据

4.使用线程而非进程的优点和缺点

线程组是在同一进程内执行的一组线程。正如前面提到的,它们共享同一块内存;因此,它们可以访问共同的全局变量、相同的文件描述符集和相同的堆内存。
所有这些线程都是并行执行的。使用时间切片,或者,如果机器有多个处理器,则真正并行。
使用线程组而不是进程组的优点之一是可以并行执行许多操作。这允许在事件到达时对其进行处理。
比如,如果我们有一个处理数据库查询的线程和一个处理用户界面的线程,我们可以执行用户要求的查询,同时仍然响应用户输入。

与进程组相比,使用线程组的另一个优点与上下文切换有关。线程之间的上下文切换比进程之间的上下文转换快得多。
上下文切换是指系统如何从运行一个进程或线程切换到另一个正在运行的进程或线程。此外,两个线程之间的通信通常比两个进程之间的通信更快、更容易实现。
我们来看看进程和线程的关联以及不同之处:

由于同一组中的线程使用相同的内存空间,因此每当其中一个线程损坏其内存的内容时,其他线程的内容也可能损坏。当涉及到进程时,操作系统通常会保护它们彼此不受影响。即使其中一个进程破坏了自己的内存空间,其他进程也不会受到影响。
在线程上使用进程的另一个好处是,它们可以在不同的机器上运行。而线程通常必须在同一台机器上运行。

5. 总结

在本文中,我们解释了过程和线程这两个基本术语。我们讨论了这两个基本实体在并发性和并行性方面的差异。