操作系统-管程、进程和线程之间的差别

概念
      进程:进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。它是操作系统动态执行的基本单元,在传统的操作系统中,进程既是基本的分配单元,也是基本的执行单元。

      线程:线程是进程中的实体,一个进程可以拥有多个线程,一个线程必须有一个父进程。线程不拥有系统资源,只有运行必须的一些数据结构;它与父进程的其它线程共享该进程所拥有的全部资源。线程可以创建和撤消线程,从而实现程序的并发执行。一般,线程具有就绪、阻塞和运行三种基本状态。

      管程:管程定义了一个数据结构和能为并发进程所执行的一组操作,这组操作能同步进程和改变管程中的数据。

进程-线程
      现在我们来了解进程和线程的关系,简而言之,一个进程至少有一个线程. 线程的划分尺度小于进程,使得多线程程序的并发性高。另外,进程在执行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存,从而极大地提高了程序的运行效率。 线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行,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。

 
      从逻辑角度来看,多线程的意义在于一个应用程序中,有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用,来实现进程的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别。


      进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位.线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源. 


      一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行。

管程
      信号量机制的引入解决了进程同步的描述问题,但信号量的大量同步操作分散在各个进程中不便于管理,还有可能导致系统死锁。如:生产者消费者问题中将P、V颠倒可能死锁。
为此Dijkstra于1971年提出:把所有进程对某一种临界资源的同步操作都集中起来,构成一个所谓的秘书进程。凡要访问该临界资源的进程,都需先报告秘书,由秘书来实现诸进程对同一临界资源的互斥使用。

管程由四部分组成:
    1).管程内部的共享变量。
    2).管程内部的条件变量。
    3).管程内部并行执行的进程。
    4).对于局部与管程内部的共享数据设置初始值的语句。


      由此可见,管程相当于围墙,它把共享变量和对它进行操作的若干个过程围了起来,所有的进程要访问临界资源时,都必须经过管程才能进入,而管程每次只允许一个进程进入管程,从而实现了进程的互斥。
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作者:郄子硕-langgeligelang 
来源:CSDN 
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