线程和进程的区别,并发与并行的区别

进程是cpu资源分配的最小单位,线程是cpu调度的最小单位。以前进程既是资源分配也是调度的最小单位,后来为了更合理的使用cpu(实际上是cpu性能越来越好),才将资源分配和调度分开,就有了线程。线程是建立在进程的基础上的一次程序运行单位。

一、进程

进程:指在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位,它是由一组机器指令、数据和堆栈等组成的,是一个能独立运行的活动实体。

    注意,进程一般有三个状态:就绪状态、执行状态和等待状态【或称阻塞状态】;进程只能由父进程建立,系统中所有的进程形成一种进程树的层次体系;挂起命令可由进程自己和其他进程发出,但是解除挂起命令只能由其他进程发出。

进程控制块(PCB):PCB不但可以记录进程的属性信息,以便操作系统对进程进行控制和管理,而且PCB标志着进程的存在,操作系统根据系统中是否有该进程的进程控制块PCB而知道该进程存在与否。系统建立进程的同时就建立该进程的PCB,在撤销一个进程时,也就撤销其PCB,故进程的PCB对进程来说是它存在的具体的物理标志和体现。一般PCB包括以下三类信息:进程标识信息;处理器状态信息;进程控制信息。

    由程序段、相关的数据段和PCB三部分构成了进程实体(又称进程印像),一般,我们把进程实体就简称为进程。

进程的特征:
1.动态性:进程的实质是程序的一次执行过程,进程是动态产生,动态消亡的。
2.并发性:任何进程都可以同其他进程一起并发执行。
3.独立性:进程是一个能独立运行的基本单位,同时也是系统分配资源和调度的独立单位。
4.异步性:由于进程间的相互制约,使进程具有执行的间断性,即进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进。


二、线程


线程:线程是进程中的一个实体,作为系统调度和分派的基本单位。
Linux 下的线程看作轻量级进程。


线程的性质:
1.线程是进程内的一个相对独立的可执行的单元。若把进程称为任务的话,那么线程则是应用中的一个子任务的执行。
2.由于线程是被调度的基本单元,而进程不是调度单元。所以,每个进程在创建时,至少需要同时为该进程创建一个线程。即进程中至少要有一个或一个以上的线程,否则该进程无法被调度执行。
3.进程是被分给并拥有资源的基本单元。同一进程内的多个线程共享该进程的资源,但线程并不拥有资源,只是使用他们。
4.线程是操作系统中基本调度单元,因此线程中应包含有调度所需要的必要信息,且在生命周期中有状态的变化。
5.由于共享资源【包括数据和文件】,所以线程间需要通信和同步机制,且需要时线程可以创建其他线程,但线程间不存在父子关系。


多线程使用的情形:前台和后台工作情况;异步处理工作情况;需要加快执行速度情况;组织复杂工作的情况;同时有多个用户服务请求的情况等。
 
线程机制的优点:
多线程运行在同一个进程的相同的地址空间内,和采用多进程相比有以下优点:
1.创建和撤销线程的开销较之进程要少。创建线程时只需要建立线程控制表相应的表目,或有关队列,而创建进程时,要创建PCB表和初始化,进入有关进程队列,建立它的地址空间和所需资源等。
2.CPU在线程之间开关时的开销远比进程要少得多。因开关线程都在同一地址空间内,只需要修改线程控制表或队列,不涉及地址空间和其他工作。
3.线程机制也增加了通讯的有效性。进程间的通讯往往要求内核的参与,以提供通讯机制和保护机制,而线程间的通讯是在同一进程的地址空间内,共享主存和文件,无需内核参与。


并发与并行

并发是两个队列交替使用一台咖啡机,并行是两个队列同时使用两台咖啡机,并发和并行都可以是很多个线程,就看这些线程能不能同时被(多个)cpu执行,如果可以,就是并行。若只能用一个CPU就为并发



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