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進程和線程的區(qū)別

發(fā)布時間:2020-05-26 15:20:49 來源:億速云 閱讀:174 作者:鴿子 欄目:編程語言

1.計算機的核心是CPU,它承擔了所有的計算任務。它就像一座工廠,時刻在運行。

2.假定工廠的電力有限,一次只能供給一個車間使用。也就是說,一個車間開工的時候,其他車間都必須停工。背后的含義就是,單個CPU一次只能運行一個任務。

3.進程就好比工廠的車間,它代表CPU所能處理的單個任務。任一時刻,CPU總是運行一個進程,其他進程處于非運行狀態(tài)。

4.一個車間里,可以有很多工人。他們協(xié)同完成一個任務。

5.線程就好比車間里的工人。一個進程可以包括多個線程。

6.車間的空間是工人們共享的,比如許多房間是每個工人都可以進出的。這象征一個進程的內存空間是共享的,每個線程都可以使用這些共享內存。

7.可是,每間房間的大小不同,有些房間最多只能容納一個人,比如廁所。里面有人的時候,其他人就不能進去了。這代表一個線程使用某些共享內存時,其他線程必須等它結束,才能使用這一塊內存。

8.一個防止他人進入的簡單方法,就是門口加一把鎖。先到的人鎖上門,后到的人看到上鎖,就在門口排隊,等鎖打開再進去。這就叫"互斥鎖"(Mutual exclusion,縮寫 Mutex),防止多個線程同時讀寫某一塊內存區(qū)域。

9.還有些房間,可以同時容納n個人,比如廚房。也就是說,如果人數大于n,多出來的人只能在外面等著。這好比某些內存區(qū)域,只能供給固定數目的線程使用。

10.這時的解決方法,就是在門口掛n把鑰匙。進去的人就取一把鑰匙,出來時再把鑰匙掛回原處。后到的人發(fā)現鑰匙架空了,就知道必須在門口排隊等著了。這種做法叫做"信號量"(Semaphore),用來保證多個線程不會互相沖突。

不難看出,mutex是semaphore的一種特殊情況(n=1時)。也就是說,完全可以用后者替代前者。但是,因為mutex較為簡單,且效率高,所以在必須保證資源獨占的情況下,還是采用這種設計。

11.操作系統(tǒng)的設計,因此可以歸結為三點:

  • 以多進程形式,允許多個任務同時運行;

  • 以多線程形式,允許單個任務分成不同的部分運行;

  • 提供協(xié)調機制,一方面防止進程之間和線程之間產生沖突,另一方面允許進程之間和線程之間共享資源。

這個類比可以很形象的說明進程與線程的區(qū)別。

當然面試的時候你不可能說上這一堆,面試官估計要跟你急,時間寶貴,我們需要用最精簡的語言說出兩者的概念以及區(qū)別。

你可以這樣分點回答(面試時需要邏輯條理清晰、語言簡潔、直中要害):

(1)進程

進程是程序的一次執(zhí)行過程,是一個動態(tài)概念,是程序在執(zhí)行過程中分配和管理資源的基本單位,每一個進程都有一個自己的地址空間,至少有 5 種基本狀態(tài),它們是:初始態(tài),執(zhí)行態(tài),等待狀態(tài),就緒狀態(tài),終止狀態(tài)。

(2)線程

線程是CPU調度和分派的基本單位,它可與同屬一個進程的其他的線程共享進程所擁有的全部資源。

(3)聯(lián)系

線程是進程的一部分,一個線程只能屬于一個進程,而一個進程可以有多個線程,但至少有一個線程。

(4)區(qū)別:理解它們的差別,我從資源使用的角度出發(fā)。(所謂的資源就是計算機里的中央處理器,內存,文件,網絡等等)

根本區(qū)別:進程是操作系統(tǒng)資源分配的基本單位,而線程是任務調度和執(zhí)行的基本單位

在開銷方面:每個進程都有獨立的代碼和數據空間(程序上下文),程序之間的切換會有較大的開銷;線程可以看做輕量級的進程,同一類線程共享代碼和數據空間,每個線程都有自己獨立的運行棧和程序計數器(PC),線程之間切換的開銷小。

所處環(huán)境:在操作系統(tǒng)中能同時運行多個進程(程序);而在同一個進程(程序)中有多個線程同時執(zhí)行(通過CPU調度,在每個時間片中只有一個線程執(zhí)行)

內存分配方面:系統(tǒng)在運行的時候會為每個進程分配不同的內存空間;而對線程而言,除了CPU外,系統(tǒng)不會為線程分配內存(線程所使用的資源來自其所屬進程的資源),線程組之間只能共享資源。

包含關系:沒有線程的進程可以看做是單線程的,如果一個進程內有多個線程,則執(zhí)行過程不是一條線的,而是多條線(線程)共同完成的;線程是進程的一部分,所以線程也被稱為輕權進程或者輕量級進程。

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