Verfahren
Ein Prozess ist ein Konzept im Betriebssystem, das eine laufende Instanz eines Programms darstellt. Ein Prozess verfügt über unabhängigen Speicherplatz, Systemressourcen und Betriebsumgebung und kann gleichzeitig mit anderen Prozessen ausgeführt werden. Jeder Prozess verfügt über eine eindeutige Prozess-ID (PID), um sich selbst zu identifizieren, und der Status und die Ressourcennutzung des Prozesses können über das Prozessverwaltungstool des Betriebssystems angezeigt und gesteuert werden.
Gewinde
Ein Thread ist ein innerhalb eines Prozesses erstellter Ausführungspfad. Er kann den Speicherplatz und die Ressourcen des Prozesses mit anderen Threads teilen, verfügt jedoch über einen unabhängigen Ausführungsstapel und Programmzähler. Jeder Thread verfügt über eine eindeutige Thread-ID (TID), um sich selbst zu identifizieren, und der Status und die Ressourcennutzung des Threads können über das Thread-Verwaltungstool des Betriebssystems angezeigt und gesteuert werden. Verschiedene Threads können gleichzeitig ausgeführt werden und die Leistungsvorteile von Mehrkernprozessoren können genutzt werden, um die Ausführungseffizienz des Programms zu verbessern.
Coroutine
Eine Coroutine ist ein leichter Thread, der keine Betriebssystemunterstützung erfordert und die gleichzeitige Ausführung in einem einzelnen Thread implementieren kann. Coroutinen werden normalerweise explizit von Programmierern erstellt und verwaltet. Im Code können mehrere Coroutinen definiert werden, und die Ausführung von Coroutinen kann über den Coroutine-Scheduler umgeschaltet werden. Coroutinen können kooperatives Multitasking implementieren, das heißt, wenn eine Coroutine ausgeführt wird, kann sie sich aktiv anhalten und andere Coroutinen weiter ausführen lassen. Wenn die Bedingungen erfüllt sind, wacht der Scheduler auf und führt die Ausführung fort. Coroutinen eignen sich für Anwendungsszenarien, die häufige E/A-Vorgänge oder rechenintensive Aufgaben erfordern, und können die Parallelität und Ausführungseffizienz von Programmen verbessern.
Der Unterschied zwischen Prozess und Thread
Ressourcenzuteilung : Ein Prozess ist die kleinste Einheit der Ressourcenzuteilung des Betriebssystems. Ein Prozess kann mehrere Threads enthalten, und ein Thread ist eine Ausführungseinheit innerhalb eines Prozesses. Ein Prozess verfügt über mindestens einen Thread. Daher verfügt jeder Prozess über seinen eigenen unabhängigen Speicherplatz, Code, Daten und Systemressourcen, und Threads teilen sich den Speicherplatz und die Ressourcen des Prozesses.
Ausführungsmodus : In einer Multitasking-Umgebung sind Prozesse unabhängige Ausführungsorgane, und um Multitasking zu erreichen, ist ein Prozesswechsel zwischen Prozessen erforderlich. Ein Thread ist ein Codeausführungspfad innerhalb eines Prozesses. Der Wechsel zwischen Threads erfordert keinen Eingriff des Betriebssystems und wird vom Programm selbst geplant. Daher ist die Wechselgeschwindigkeit von Threads schneller als die von Prozessen.
Parallelität : Da ein Thread eine Ausführungseinheit innerhalb eines Prozesses ist, können mehrere Threads innerhalb desselben Prozesses gleichzeitig ausgeführt werden und die Ressourcen des Prozesses gemeinsam nutzen. Die Ausführung verschiedener Prozesse ist unabhängig voneinander und kann keine Ressourcen gemeinsam nutzen. Daher müssen der Datenaustausch und die gemeinsame Arbeit durch Interprozesskommunikation (IPC) abgeschlossen werden.
Beispiel
Prozess Wenn wir ein Anwendungsprogramm auf dem Computer ausführen, erstellt das Betriebssystem einen neuen Prozess, um das Programm auszuführen. Wenn wir beispielsweise einen Texteditor öffnen, erstellt das Betriebssystem einen Prozess zum Ausführen des Editorprogramms. Dieser Prozess verfügt über einen eigenen unabhängigen Speicherplatz, Systemressourcen und eine eigene Betriebsumgebung. Ein weiteres Beispiel ist die Ausführung einer virtuellen Maschine (wie VMware oder VirtualBox) innerhalb eines Betriebssystems, wobei das Betriebssystem und die Anwendungen ebenfalls in einem separaten Prozess ausgeführt werden.
Threads In einem Multithread-Programm können verschiedene Threads gleichzeitig ausgeführt werden, wobei jeder Thread eine andere Aufgabe ausführt. Beispielsweise kann in einem Multithread-Webserver jede Clientanforderung von einem neuen Thread bearbeitet werden, der gleichzeitig ausgeführt werden kann und die Ressourcen und Datenbankverbindungen des Servers gemeinsam nutzt. Ein weiteres Beispiel ist, dass in einer Anwendung mit grafischer Benutzeroberfläche (GUI) ein Hauptthread für die Reaktion auf Benutzereingabeereignisse verantwortlich sein kann, während ein anderer Thread für die Ausführung einiger rechenintensiver Aufgaben im Hintergrund verantwortlich sein kann, wodurch verhindert werden kann, dass die Anwendung blockiert . Auf Benutzeraktionen kann nicht reagiert werden.
Coroutine Eine Coroutine ist ein leichter Thread, der die gleichzeitige Ausführung in einem einzelnen Thread ermöglicht. In der Python-Sprache können Coroutinen beispielsweise verwendet werden, um asynchrone Programmierung zu implementieren und einen Langzeit-E/A-Vorgang (z. B. eine Netzwerkanforderung oder eine Datenbankabfrage) in einen nicht blockierenden asynchronen Vorgang umzuwandeln. Wenn in der Coroutine ein E/A-Vorgang auftritt, kann sie den aktuellen Ausführungsstatus anhalten, zur Ausführung zu einer anderen Coroutine wechseln und nach Abschluss des E/A-Vorgangs zur Fortsetzung der Ausführung zurückkehren, wodurch Threadblockierungen vermieden und die Parallelität verbessert werden können Fähigkeit des Programms. Ein weiteres Beispiel ist, dass in Spiel-Engines Coroutinen verwendet werden können, um den Zustand von Spielobjekten zu verwalten, beispielsweise um Animationseffekte zu verwalten oder Berechnungen von Physik-Engines durchzuführen.