Linux中進(jìn)程與線程的概念以及區(qū)別是什么

本篇文章為大家展示了Linux中進(jìn)程與線程的概念以及區(qū)別是什么，內(nèi)容簡(jiǎn)明扼要并且容易理解，絕對(duì)能使你眼前一亮，通過(guò)這篇文章的詳細(xì)介紹希望你能有所收獲。

linux進(jìn)程與線程的區(qū)別，早已成為IT界經(jīng)常討論但熱度不減的話題。無(wú)論你是初級(jí)程序員，還是資深專家，都應(yīng)該考慮過(guò)這個(gè)問(wèn)題，只是層次角度不同罷了。對(duì)于一般的程序員，搞清楚二者的概念并在工作中學(xué)會(huì)運(yùn)用是其思考的主要問(wèn)題；對(duì)于資深工程師，如何在系統(tǒng)層面實(shí)現(xiàn)兩種技術(shù)及其各自的性能和實(shí)現(xiàn)代價(jià)是其思考的主要問(wèn)題。由此可見(jiàn)進(jìn)程和線程在IT界的重要地位。

進(jìn)程和線程是操作系統(tǒng)的基本概念，它們之間既有區(qū)別又有聯(lián)系。從定義來(lái)看，它們比較抽象，很難理解。今天給大家打個(gè)比方，教大家用類比的方法去理解它，掌握它。其實(shí)，進(jìn)程和線程的關(guān)系就好比是工廠車間和車間工人的關(guān)系，進(jìn)程就像是一個(gè)工廠車間，線程就像是車間里的工人，每個(gè)工廠車間有一個(gè)入口和出口，這就好比執(zhí)行進(jìn)程程序的主函數(shù)；每個(gè)工廠車間都有自己的地址空間，這個(gè)空間里邊可以包含不同工種的工人，這就好比一個(gè)進(jìn)程的地址空間，包含文本區(qū)域，數(shù)字區(qū)域，堆棧；一個(gè)工廠車間可以容納1個(gè)或n車間工人，進(jìn)程和線程是一對(duì)一或一對(duì)多的關(guān)系，一個(gè)進(jìn)程至少包含一個(gè)線程；車間里的工人共享車間里的空間，這象征著一個(gè)進(jìn)程的內(nèi)存空間是共享的，每個(gè)線程都可以使用共享內(nèi)存；每個(gè)車間可以供不同的工人使用，但每個(gè)車間的大小不一，容納人數(shù)都有上限，比如說(shuō)每個(gè)廁所可以容納1人，每個(gè)廚房可以容納n人，但車間里的每個(gè)工人都有上廁所和吃飯的需求，那怎么解決這個(gè)問(wèn)題呢？分批次進(jìn)行！這就好比線程里的鎖機(jī)制，當(dāng)n個(gè)線程爭(zhēng)奪同一資源時(shí)，就在這個(gè)資源上加把鎖，當(dāng)線程使用完畢，資源釋放后才會(huì)供給后邊的資源使用。有人可能會(huì)問(wèn)，怎么確定使用該資源的先后順序呢？按照優(yōu)先級(jí)的高低來(lái)確定，優(yōu)先級(jí)高的先使用，優(yōu)先級(jí)低的后使用，同一級(jí)別按照先來(lái)后到的順序使用。

通過(guò)這個(gè)故事我么可以看出，操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以歸納為3點(diǎn)：

（1）  以多進(jìn)程形式，允許多個(gè)任務(wù)同時(shí)運(yùn)行，也就是允許工廠里的多個(gè)車間同時(shí)工作；

（2）  以多線程形式，允許單個(gè)任務(wù)分成不同的部分運(yùn)行，也就是允許同一車間可以有不同的工種完成不同的任務(wù)；

（3）  提供協(xié)調(diào)機(jī)制，一方面防止進(jìn)程和線程之間產(chǎn)生沖突，另一方面進(jìn)程和線程之間共享資源。

我們大致對(duì)進(jìn)程和線程有一個(gè)基本的概念之后，接下來(lái)再來(lái)看下進(jìn)程和線程之間的區(qū)別：

（1）  進(jìn)程的執(zhí)行過(guò)程是順序執(zhí)行的，雖然在執(zhí)行過(guò)程中可能發(fā)生中斷或暫停，但該進(jìn)程所擁有的資源只為該線狀執(zhí)行過(guò)程服務(wù)。就好比一次只能給一個(gè)車間供電的工廠，當(dāng)一個(gè)車間A正在工作時(shí)，另外一個(gè)更高級(jí)的車間B也要開(kāi)啟工作時(shí)，那么此時(shí)車間A就要斷電，但車間A的一切設(shè)施和位置都不會(huì)發(fā)生變化，等車間B斷電后，車間A繼續(xù)工作。這是進(jìn)程宏觀上的線性執(zhí)行過(guò)程。而線程的改變只是改變了CPU執(zhí)行過(guò)程，而沒(méi)有發(fā)生進(jìn)程所擁有資源的變化。除了CPU之外，計(jì)算機(jī)內(nèi)的軟硬件資源的分配與線程無(wú)關(guān)，線程只能共享它所屬進(jìn)程的資源。這就好比一個(gè)車間里的工人，他們可以互換位置，但他們還是在同一車間。

（2）  進(jìn)程在執(zhí)行過(guò)程中與線程還是有區(qū)別的。進(jìn)程是執(zhí)行中的程序，每個(gè)獨(dú)立的進(jìn)程有一個(gè)程序運(yùn)行的入口、順序執(zhí)行序列和程序的出口，這就是程序中的主函數(shù)。但是線程不能夠獨(dú)立執(zhí)行，必須依存在應(yīng)用程序中，由應(yīng)用程序提供多個(gè)線程執(zhí)行控制。就好比每個(gè)車間都有一個(gè)進(jìn)口和出口，可以單獨(dú)生產(chǎn)一件產(chǎn)品，但這依賴于車間里的工人協(xié)同工作才能完成。 

（3）  通過(guò)進(jìn)程和線程的執(zhí)行過(guò)程我們可以看出，進(jìn)程和線程是一對(duì)一或一對(duì)多的關(guān)系，一個(gè)進(jìn)程至少包含一個(gè)線程，進(jìn)程擁有一個(gè)完整的虛擬地址空間，它的空間大小是在設(shè)計(jì)它事就已經(jīng)確定的，不隨工人的多少，體積大小而改變，也就是說(shuō)，不依賴于線程而獨(dú)立存在；反之，線程是進(jìn)程的一部分，沒(méi)有自己的地址空間，與進(jìn)程內(nèi)的其他線程一起共享分配給該進(jìn)程的所有資源。

（4）  線程在很少做進(jìn)程調(diào)度和切換的實(shí)時(shí)系統(tǒng)中可以有效地提高系統(tǒng)的執(zhí)行效率，但并不是在所有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中都是適用的。這就好比同一車間工人總是做同一種產(chǎn)品的產(chǎn)能要比經(jīng)常切換車間，切換工種，做不同產(chǎn)品的產(chǎn)能要高，因?yàn)樗麄兏鼡Q車間，熟悉環(huán)境，熟悉生產(chǎn)流程都需要花時(shí)間。這也就是說(shuō)線程的創(chuàng)建要比進(jìn)程的創(chuàng)建開(kāi)銷要小的多。

（5）  從邏輯角度來(lái)看，多線程的意義在于一個(gè)應(yīng)用程序中，他們可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的多個(gè)功能，但并不能實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的應(yīng)用程序。就好比生產(chǎn)一個(gè)復(fù)雜的產(chǎn)品，每個(gè)車間只是生產(chǎn)該產(chǎn)品一個(gè)或多個(gè)零部件，一個(gè)完成的產(chǎn)品還是要靠整個(gè)工廠來(lái)完成。換言之，進(jìn)程的調(diào)度和管理以及資源分配還是要靠操作系統(tǒng)來(lái)完成，這就是進(jìn)程和線程的重要區(qū)別。

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