一、进程
1、概念
程序是一组指令的有序集合。进程(Process)是具有一定独立功能的程序在一个数据集合上的一次运行活动。是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
程序本身没有任何运行的含义,只是一个静态实体。而进程则不同,它是程序在某个数据集上的执行,是一个动态实体。它因创建而产生,因调度而运行,因等待资源或事件而被处于等待状态,因完成任务而被撤消,反映了一个程序在一定的数据集上运行的全部动态过程。
2、特性
(1)结构性
进程包含程序及其相关数据结构。进程的实体包含进程控制块(PCB),程序块、数据块和堆栈,又称为进程映像(Process Image)
(2)动态性
进程是程序在数据集合上的一次执行过程,具有生命周期,由创建而产生,由调度而运行,由结束而消亡,是一个动态推进、不断变化的过程。而程序则不然,程序是文件,静态而持久地存在。
(3)独立性
进程是操作系统资源分配、保护和调度的基本单位,每个进程都有其自己的运行数据集,以各自独立的、不可预知的进度异步运行。进程的运行环境不是封闭的,进程间也可以通过操作系统进行数据共享、通信.
(4)并发性
在同一段时间内.若干个进程可以共享一个CPU。进程的并发性能够改进系统的资源利用率,提高计算机的效率。进程在单CPU系统中并发执行,在多CPU系统中并行执行。进程的并发执行意味着进程的执行可以被打断,可能会带来一些意想不到的问题,因此必须对并发执行的进程进行协调.
二、线程
1、概念
线程是进程中可独立执行的子任务。有时被称为轻量级进程(Lightweight Process,LWP),是程序执行流的最小单元。
2、优点
(1)易于调度。
(2)提高并发性。
通过线程可方便有效地实现并发性。进程可创建多个线程来执行同一程序的不同部分。
(3)开销少。
创建线程比创建进程要快,所需开销很少。。
(4)利于充分发挥多处理器的功能。
通过创建多线程进程(即一个进程可具有两个或更多个线程),每个线程在一个处理器上运行,从而实现应用程序的并发性,使每个处理器都得到充分运行
三、比较
1、进程和线程的关系
(1)一个线程只能属于一个进程,而一个进程可以有多个线程,但至少有一个线程。
(2)资源分配给进程,同一进程的所有线程共享该进程的所有资源。
(3)处理机分给线程,即真正在处理机上运行的是线程。
(4)线程在执行过程中,需要协作同步。不同进程的线程间要利用消息通信的办法实现同步。
2、进程与线程的区别:
(1)调度:线程作为调度和分配的基本单位,进程作为拥有资源的基本单位
(2)并发性:不仅进程之间可以并发执行,同一个进程的多个线程之间也可并发执行
(3)拥有资源:进程是拥有资源的一个独立单位,线程不拥有系统资源,但可以访问隶属于进程的资源.
(4)系统开销:在创建或撤消进程时,由于系统都要为之分配和回收资源,导致系统的开销明显大于创建或撤消线程时的开销。
总结:引入进程是为了提高资源的利用率,并且可以正确描述程序的执行情况。而引入线程是为了避免进程的一些缺点,如开销较大、速度较慢、调度较为复杂等。进程与线程的根本区别是:进程是资源分配单位,线程是调度和执行单位。
假设一个饭店有十个房间,如果聘用一个服务员为所有房间提供服务,那么我们可以把饭店从开始营业到结束营业作为一个进程,而这个服务员为所有房间提供服务即为一个线程,此时这个线程独占饭店的所有资源。现在饭店又招了三个服务员,此时相当于多线程,这几个服务员共享饭店的资源,各自独立运行互不影响。这就是进程与线程。