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文檔簡介
1、進(jìn)程與線程的區(qū)別:通俗的解釋一個系統(tǒng)運行著很多進(jìn)程,可以比喻為一條馬路上有很多馬車不同的進(jìn)程可以理解為不同的馬車而同一輛馬車可以有很多匹馬來拉-這些馬就是線程假設(shè)道路的寬度恰好可以通過一輛馬車道路可以認(rèn)為是臨界資源那么馬車成為分配資源的最小單位(進(jìn)程)而同一個馬車被很多匹馬驅(qū)動(線程)-即最小的運行單位每輛馬車馬匹數(shù)>=1所以馬匹數(shù)=1的時候進(jìn)程和線程沒有嚴(yán)格界限,只存在一個概念上的區(qū)分度馬匹數(shù)>1的時候才可以嚴(yán)格區(qū)分進(jìn)程和線程專業(yè)的解釋:簡而言之,一個程序至少有一個進(jìn)程,一個進(jìn)程至少有一個線程. 線程的劃分尺度小于進(jìn)程,使得多線程程
2、序的并發(fā)性高。另外,進(jìn)程在執(zhí)行過程中擁有獨立的內(nèi)存單元,而多個線程共享內(nèi)存,從而極大地提高了程序的運行效率。 線程在執(zhí)行過程中與進(jìn)程還是有區(qū)別的。每個獨立的線程有一個程序運行的入口、順序執(zhí)行序列和程序的出口。但是線程不能夠獨立執(zhí)行,必須依存在應(yīng)用程序中,由應(yīng)用程序提供多個線程執(zhí)行控制。 從邏輯角度來看,多線程的意義在于一個應(yīng)用程序中,有多個執(zhí)行部分可以同時執(zhí)行。但操作系統(tǒng)并沒有將多個線程看做多個獨立的應(yīng)用,來實現(xiàn)進(jìn)程的調(diào)度和管理以及資源分配。這就是進(jìn)程和線程的重要區(qū)別。
3、60; 進(jìn)程是具有一定獨立功能的程序關(guān)于某個數(shù)據(jù)集合上的一次運行活動,進(jìn)程是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個獨立單位. 線程是進(jìn)程的一個實體,是CPU調(diào)度和分派的基本單位,它是比進(jìn)程更小的能獨立運行的基本單位.線程自己基本上不擁有系統(tǒng)資源,只擁有一點在運行中必不可少的資源(如程序計數(shù)器,一組寄存器和棧),但是它可與同屬一個進(jìn)程的其他的線程共享進(jìn)程所擁有的全部資源. 一個線程可以創(chuàng)建和撤銷另一個線程;同一個進(jìn)程中的多個線程之間可以并發(fā)執(zhí)行進(jìn)程和線程的主要差別在于它們是不
4、同的操作系統(tǒng)資源管理方式。進(jìn)程有獨立的地址空間,一個進(jìn)程崩潰后,在保護(hù)模式下不會對其它進(jìn)程產(chǎn)生影響,而線程只是一個進(jìn)程中的不同執(zhí)行路徑。線程有自己的堆棧和局部變量,但線程之間沒有單獨的地址空間,一個線程死掉就等于整個進(jìn)程死掉,所以多進(jìn)程的程序要比多線程的程序健壯,但在進(jìn)程切換時,耗費資源較大,效率要差一些。但對于一些要求同時進(jìn)行并且又要共享某些變量的并發(fā)操作,只能用線程,不能用進(jìn)程。如果有興趣深入的話,我建議你們看看現(xiàn)代操作系統(tǒng)或者操作系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。對就個問題說得比較清楚。+ 進(jìn)程概念 進(jìn)程是表示資源分配的基本單位,又是調(diào)度運行的基本單位。例如,用戶運行自己的程序,系統(tǒng)就創(chuàng)建一個進(jìn)程,并為
5、它分配資源,包括各種表格、內(nèi)存空間、磁盤空間、IO設(shè)備等。然后,把該進(jìn)程放人進(jìn)程的就緒隊列。進(jìn)程調(diào)度程序選中它,為它分配CPU以及其它有關(guān)資源,該進(jìn)程才真正運行。所以,進(jìn)程是系統(tǒng)中的并發(fā)執(zhí)行的單位。 在Mac、Windows NT等采用微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)中,進(jìn)程的功能發(fā)生了變化:它只是資源分配的單位,而不再是調(diào)度運行的單位。在微內(nèi)核系統(tǒng)中,真正調(diào)度運行的基本單位是線程。因此,實現(xiàn)并發(fā)功能的單位是線程。線程概念 線程是進(jìn)程中執(zhí)行運算的最小單位,亦即執(zhí)行處理機(jī)調(diào)度的基本單位。如果把進(jìn)程理解為在邏輯上操作系統(tǒng)所完成的任務(wù),那么線程表示完成該任務(wù)的許多可能的子任務(wù)之一。例如,假設(shè)用戶啟動了一個窗口中
6、的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序,操作系統(tǒng)就將對數(shù)據(jù)庫的調(diào)用表示為一個進(jìn)程。假設(shè)用戶要從數(shù)據(jù)庫中產(chǎn)生一份工資單報表,并傳到一個文件中,這是一個子任務(wù);在產(chǎn)生工資單報表的過程中,用戶又可以輸人數(shù)據(jù)庫查詢請求,這又是一個子任務(wù)。這樣,操作系統(tǒng)則把每一個請求工資單報表和新輸人的數(shù)據(jù)查詢表示為數(shù)據(jù)庫進(jìn)程中的獨立的線程。線程可以在處理器上獨立調(diào)度執(zhí)行,這樣,在多處理器環(huán)境下就允許幾個線程各自在單獨處理器上進(jìn)行。操作系統(tǒng)提供線程就是為了方便而有效地實現(xiàn)這種并發(fā)性 引入線程的好處 (1)易于調(diào)度。 (2)提高并發(fā)性。通過線程可方便有效地實現(xiàn)并發(fā)性。進(jìn)程可創(chuàng)建多個線程來執(zhí)行同一程序的不同部分。 (3)開銷少。創(chuàng)建線程比創(chuàng)建進(jìn)
7、程要快,所需開銷很少。 (4)利于充分發(fā)揮多處理器的功能。通過創(chuàng)建多線程進(jìn)程(即一個進(jìn)程可具有兩個或更多個線程),每個線程在一個處理器上運行,從而實現(xiàn)應(yīng)用程序的并發(fā)性,使每個處理器都得到充分運行。+ 進(jìn)程和線程的關(guān)系: (1)一個線程只能屬于一個進(jìn)程,而一個進(jìn)程可以有多個線程,但至少有一個線程。 (2)資源分配給進(jìn)程,同一進(jìn)程的所有線程共享該進(jìn)程的所有資源。 (3)處理機(jī)分給線程,即真正在處理機(jī)上運行的是線程。 (4)線程在執(zhí)行過程中,需要協(xié)作同步。不同進(jìn)程的線程間要利用消息通信的辦法實現(xiàn)同步。線程是指進(jìn)程內(nèi)的一個執(zhí)行單元,也是進(jìn)程內(nèi)的可調(diào)度實體.與進(jìn)程的區(qū)別:(1)調(diào)度:線程作為調(diào)度和分配的
8、基本單位,進(jìn)程作為擁有資源的基本單位(2)并發(fā)性:不僅進(jìn)程之間可以并發(fā)執(zhí)行,同一個進(jìn)程的多個線程之間也可并發(fā)執(zhí)行(3)擁有資源:進(jìn)程是擁有資源的一個獨立單位,線程不擁有系統(tǒng)資源,但可以訪問隸屬于進(jìn)程的資源. (4)系統(tǒng)開銷:在創(chuàng)建或撤消進(jìn)程時,由于系統(tǒng)都要為之分配和回收資源,導(dǎo)致系統(tǒng)的開銷明顯大于創(chuàng)建或撤消線程時的開銷。+進(jìn)程間的通信方式:1.管道(pipe)及有名管道(named pipe):管道可用于具有親緣關(guān)系的父子進(jìn)程間的通信,有名管道除了具有管道所具有的功能外,它還允許無親緣關(guān)系進(jìn)程間的通信。2.信號(signal):信號是在軟件層次上對中斷機(jī)制的一種模擬,它是比較復(fù)雜的通信方式,用
9、于通知進(jìn)程有某事件發(fā)生,一個進(jìn)程收到一個信號與處理器收到一個中斷請求效果上可以說是一致的。3.消息隊列(message queue):消息隊列是消息的鏈接表,它克服了上兩種通信方式中信號量有限的缺點,具有寫權(quán)限得進(jìn)程可以按照一定得規(guī)則向消息隊列中添加新信息;對消息隊列有讀權(quán)限得進(jìn)程則可以從消息隊列中讀取信息。4.共享內(nèi)存(shared memory):可以說這是最有用的進(jìn)程間通信方式。它使得多個進(jìn)程可以訪問同一塊內(nèi)存空間,不同進(jìn)程可以及時看到對方進(jìn)程中對共享內(nèi)存中數(shù)據(jù)得更新。這種方式需要依靠某種同步操作,如互斥鎖和信號量等。5.信號量(semaphore):主要作為進(jìn)程之間及同一種進(jìn)程的不同線
10、程之間得同步和互斥手段。6.套接字(socket);這是一種更為一般得進(jìn)程間通信機(jī)制,它可用于網(wǎng)絡(luò)中不同機(jī)器之間的進(jìn)程間通信,應(yīng)用非常廣泛。+線程之間的同步通信:1.信號量 二進(jìn)制信號量 互斥信號量 整數(shù)型信號量 記錄型信號量2.消息 消息隊列 消息郵箱3.事件event互斥型信號量:必須是同一個任務(wù)申請,同一個任務(wù)釋放,其他任務(wù)釋放無效。同一個任務(wù)可以遞歸申請。(互斥信號量是二進(jìn)制信號量的一個子集) 二進(jìn)制信號量:一個任務(wù)申請成功后,可以由另一個任務(wù)釋放。(與互斥信號量的區(qū)別)整數(shù)型信號量:取值不局限于0和1,可以一個任務(wù)申請,另一個任務(wù)釋放。
11、(包含二進(jìn)制信號量,二進(jìn)制信號量是整數(shù)型信號量的子集)二進(jìn)制信號量實現(xiàn)任務(wù)互斥: 打印機(jī)資源只有一個,a b c三個任務(wù)共享,當(dāng)a取得使用權(quán)后,為了防止其他任務(wù)錯誤地釋放了信號量(二進(jìn)制信號量允許其他任務(wù)釋放),必須將打印機(jī)房的門關(guān)起來(進(jìn)入臨界段),用完后,釋放信號量,再把門打開(出臨界段),其他任務(wù)再進(jìn)去打印。(而互斥型信號量由于必須由取得信號量的那個任務(wù)釋放,故不會出現(xiàn)其他任務(wù)錯誤地釋放了信號量的情況出現(xiàn),故不需要有臨界段。互斥型信號量是二進(jìn)制信號量的子集。)二進(jìn)制信號量實現(xiàn)任務(wù)同步:
12、0; a任務(wù)一直等待信號量,b任務(wù)定時釋放信號量,完成同步功能記錄型信號量(record semaphore): 每個信號量s除一個整數(shù)值value(計數(shù))外,還有一個等待隊列List,其中是阻塞在該信號量的各個線程的標(biāo)識。當(dāng)信號量被釋放一個,值被加一后,系統(tǒng)自動從等待隊列中喚醒一個等待中的線程,讓其獲得信號量,同時信號量再減一。+同步和互斥的區(qū)別: 當(dāng)有多個線程的時候,經(jīng)常需要去同步這些線程以訪問同一個數(shù)據(jù)或資源。例如,假設(shè)有一個程序,其中一個線程用于把文件讀到
13、內(nèi)存,而另一個線程用于統(tǒng)計文件中的字符數(shù)。當(dāng)然,在把整個文件調(diào)入內(nèi)存之前,統(tǒng)計它的計數(shù)是沒有意義的。但是,由于每個操作都有自己的線程,操作系統(tǒng)會把兩個線程當(dāng)作是互不相干的任務(wù)分別執(zhí)行,這樣就可能在沒有把整個文件裝入內(nèi)存時統(tǒng)計字?jǐn)?shù)。為解決此問題,你必須使兩個線程同步工作。 所謂互斥,是指散布在不同進(jìn)程之間的若干程序片斷,當(dāng)某個進(jìn)程運行其中一個程序片段時,其它進(jìn)程就不能運行它們之中的任一程序片段,只能等到該進(jìn)程運行完這個程序片段后才可以運行。如果用對資源的訪問來定義的話,互斥某一資源同時只允許一個訪問者對其進(jìn)行訪問,具有唯一性和排它性。但互斥無法限制訪問者對資源的訪問順序,即訪問是無序的
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