進(jìn)程和線程怎么理解

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單任務(wù)系統(tǒng)的情況

在這種情況下，所有的系統(tǒng)資源都交給程序使用，編程者只需要考慮處理的流程和邏輯即可。這里的資源包括：CPU時(shí)間，內(nèi)存（堆，棧），全局變量，硬件設(shè)備（顯示器，鍵盤，通訊接口，音頻設(shè)備）等。

多任務(wù)操作系統(tǒng)的情況

進(jìn)程

對(duì)于編程者來說，最理想的情況就是，根本不用意識(shí)自己是多任務(wù)操作系統(tǒng)環(huán)境中編寫程序。

也就是說，至少看起來所有的系統(tǒng)資源都交給程序使用，編程者只需要考慮處理的流程和邏輯即可。這里的資源包括：CPU時(shí)間， 內(nèi)存（堆，棧，全局變量），硬件設(shè)備（顯示器，鍵盤，通訊接口，音頻設(shè)備）等。

但問題是，物理內(nèi)存，設(shè)備只有一份，多個(gè)程序同時(shí)執(zhí)行時(shí)必然發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)。這個(gè)問題當(dāng)然不用我們考慮，因?yàn)槎嗳蝿?wù)操作系統(tǒng)已經(jīng)解決了：

1. 為每個(gè)程序提供一定的CPU時(shí)間，保證程序可以按照某種間隔被執(zhí)行。這種執(zhí)行是二進(jìn)制機(jī)器碼層面的。

2. 為每個(gè)程序提供了獨(dú)立的，虛擬的內(nèi)存空間，實(shí)際的內(nèi)存操作會(huì)映射到實(shí)際的物理內(nèi)存上。

3. 對(duì)于顯示部分，提供了窗口機(jī)制，將程序的輸出導(dǎo)向特定的窗口。同時(shí)系統(tǒng)將鍵盤，鼠標(biāo)的輸出導(dǎo)向當(dāng)前活動(dòng)的窗口。

4. 有一些硬件，比如音頻輸入設(shè)備，串口等實(shí)在無法在程序之間共享。這樣的硬件就采用了獨(dú)占的方式，如果某個(gè)程序占用了某個(gè)設(shè)備，其他程序就不能使用。
   

這些都做到以后，可以說基本上實(shí)現(xiàn)了我們的理想：編程者不用意識(shí)自己實(shí)在為多任務(wù)操作提供編寫程序。每個(gè)任務(wù)作為單獨(dú)的程序來設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，任務(wù)之間的調(diào)度利用操作系統(tǒng)的功能來實(shí)現(xiàn)。

這樣的程序執(zhí)行過程就是進(jìn)程?；旧线M(jìn)程就相當(dāng)于多任務(wù)操作系統(tǒng)中的應(yīng)用程序。

進(jìn)程的好處是最大限度程序執(zhí)行過程保持之間的獨(dú)立性，使增加任務(wù)或者調(diào)整任務(wù)內(nèi)容變得簡(jiǎn)單。但同時(shí)也可以看到操作系統(tǒng)要為每個(gè)進(jìn)行分配資源，映射內(nèi)存操作，各種輸入輸出。所有這些都需要相當(dāng)?shù)南到y(tǒng)開銷。所以多任務(wù)操作系統(tǒng)內(nèi)部也是隨著硬件性能的提高而逐漸發(fā)展提來的。

線程

理解了進(jìn)程的優(yōu)缺點(diǎn)以后，在理解線程就容易了。很多時(shí)候在一個(gè)進(jìn)程內(nèi)部還是需要多任務(wù)處理，比如視頻時(shí)軟件在視頻解碼時(shí)還要接受用戶操作。對(duì)于這種情況下就需要在進(jìn)程內(nèi)部提供多任務(wù)處理機(jī)制：線程。

一個(gè)進(jìn)程中的線程之間CPU時(shí)間的分配和進(jìn)程類似，但是共同使用進(jìn)程的資源，操作系統(tǒng)不必為每個(gè)線程提供另外的映射機(jī)制，這樣做的結(jié)果：

1. 多個(gè)線程公共一個(gè)資源時(shí)，需要編程者利用操作系統(tǒng)提供提供的接口主動(dòng)的進(jìn)行訪問控制和同步。

2. 由于用于共同的內(nèi)存空間，堆，棧等，所以不需要另外的地址映射等處理，可以實(shí)現(xiàn)比較快速的數(shù)據(jù)交換。
   

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