计算机必知必会:进程process与线程thread

进程定义为一个正在运行的程序的实例
服务器君一共花费了278.981 ms进行了6次数据库查询,努力地为您提供了这个页面。
试试阅读模式?希望听取您的建议

进程和线程这对概念的理解也是很难的,至今网络上可查的资料对其的理解出入都挺大,在不同的操作系统中,如linux和windows中,其概念和实现都是有出入的。因此,我在这里结合我自己的理解谈下这两个概念,讲的都是一般性的概念,并且主要是基以WINDOWS的。

一般将进程定义为一个正在运行的程序的实例。我们在任务管理器重所看到的每一项,就可以理解为一个进程,每个进程都有一个地址空间,这个地址空间里有可执行文件的代码和数据,以及线程堆栈等。一个程序至少有一个进程。进程可以创建子进程,创建的子进程可以和父进程一起工作,也可以独立运行。

线程是隶属于进程的,也就是说,线程是不能单独存在的,线程存在于进程中。每个进程至少有一个主线程,进程里的线程就负责执行进程里的代码,这也叫做进程的“惰性”。线程所使用的资源是它所属的进程的资源。线程也有自己的资源,主要组成部分就是一些必要的计数器和线程栈,占用的资源很少。我们可以理解为进程就是个容器,而线程才是真正干活的。线程可以在内核空间实现,也可以在用户空间实现。

这里特别提一下linux,在linux中,每一个进程都必须有一个父进程(如果没有父进程,则把PID=1的根进程作为其父进程)。进程退出了,就成了僵尸进程,等待父进程的退出信号,如果父进程没有给他发信号,得给他找一个父进程,或者等待内核自动销毁。Linux内核只提供了轻量进程的支持,限制了更高效的线程模型的实现,但Linux着重优化了进程的调度开销,使得linux进程切换开销较小。所以linux系统没有真正意义上的线程机制。linux中,Linux线程是通过进程来实现,进程和线程是同一个层次的。(我这里提到的是基于linux 2.6 内核的,在最新的LINUX中,对线程的实现做了优化,但是还是基于进程的。有些linux实现了新的线程机制,但主流还是和我描述的一样)

进程在执行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存,从而极大地提高了程序的运行效率。从逻辑角度来看,多线程的意义在于一个应用程序中,有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用,来实现进程的调度和管理以及资源分配。这也是进程和线程的重要区别。

比如,windows中的explorer就是资源管理器进程,我们每打开一个窗口,这个进程就会创建一个线程。有上面的描述,我们可以知道,进程有独立的地址空间,多进程的程序要比多线程的程序健壮,但在进程切换时,耗费资源较大,效率要差一些。

在第一节中,我提到过,“并发!=多线程“,是的。如Unix操作系统和Windows操作系统支持多用户、多进程的并发执行,而Java这样的语言支持应用程序进程内部的多个执行线程的并发执行。我们知道,php在语法上是没有多线程这个概念的,那java/NET的多线程是怎么实现的。实际上,java只是通过native方法调用操作系统API来创建多线程而已。另外,我们经常说某个网站并发是多少多少,nginx是高并发服务器了。这里的并发和我前面的并发概念是不同的。要想做到高并发,除了多线程等的实现,还需要各种好的IO机制,不然线程再多也没用,资源利用跟不上来。高并发又跟同步、异步等IO复用机制有了牵连。

下面列举一下进程和线程中的一些概念。

  • 进程:创建,销毁,创建子进程(fork),优先级。
  • 线程:创建,挂起,恢复,销毁,切换,协作,睡眠,唤醒,等待,同步,锁,优先级。

从上面的描述,基本可以理清进程和线程的关系了。最后总结下:

  1. linux没有内核上的多线程实现,但是不能说linux没有多线程。WINDOWS有内核的多线程实现。
  2. 进程开销大,线程开销小,但是linux的进程和线程开销差异不明显。
  3. 并行的实现离不开多线程。

再留个悬念,多线程的实现和运行还会涉及到同步异步,原子性等概念。这些概念是相互交叉的,这里先不做深入。

本文地址:http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/1741,欢迎访问原出处。

不打个分吗?

转载随意,但请带上本文地址:

http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/1741

如果你认为这篇文章值得更多人阅读,欢迎使用下面的分享功能。
小提示:您可以按快捷键 Ctrl + D,或点此 加入收藏

阅读一百本计算机著作吧,少年

很多人觉得自己技术进步很慢,学习效率低,我觉得一个重要原因是看的书少了。多少是多呢?起码得看3、4、5、6米吧。给个具体的数量,那就100本书吧。很多人知识结构不好而且不系统,因为在特定领域有一个足够量的知识量+足够良好的知识结构,系统化以后就足以应对大量未曾遇到过的问题。

奉劝自学者:构建特定领域的知识结构体系的路径中再也没有比学习该专业的专业课程更好的了。如果我的知识结构体系足以囊括面试官的大部分甚至吞并他的知识结构体系的话,读到他言语中的一个词我们就已经知道他要表达什么,我们可以让他坐“上位”毕竟他是面试官,但是在知识结构体系以及心理上我们就居高临下。

所以,阅读一百本计算机著作吧,少年!

《数据结构与算法分析:C++描述(第3版)》 维斯 (Mark Allen Weiss) (作者), 张怀勇 (译者), 等 (译者)

《数据结构与算法分析:C++描述(第3版)》是数据结构和算法分析的经典教材,书中使用主流的程序设计语言C++作为具体的实现语言。书的内容包括表、栈、队列、树、散列表、优先队列、排序、不相交集算法、图论算法、算法分析、算法设计、摊还分析、查找树算法、k-d树和配对堆等。《数据结构与算法分析:C++描述(第3版)》适合作为计算机相关专业本科生的数据结构课程和研究生算法分析课程的教材。本科生的数据结构课程可以使用《数据结构与算法分析:C++描述(第3版)》第1章~第9章,多学时课程还可以讲解第10章;研究生算法分析课程可以使用第6章~第12章。

更多计算机宝库...