QQ程序如果没有运行,那它只是程序,而不是进程,一旦运行了QQ程序,那它就成了进程。QQ程序一旦运行成了进程,操作系统如windows就要分配给QQ运行的内存空间,CPU运行的时间以及其它资源,这样QQ程序就可正常运行了。如果要运行其它程序,如杀毒软件,操作系统也要做同样的事情。有了进程之后,最大的好处就在于电脑可以同时运行多个程序,每个程序就是一个进程。而如果没有进程呢,那电脑一次只能运行一个程序,你玩QQ,就不能再同时听歌、玩游戏等等;如果你想要听歌,只能关掉QQ,再打开听歌曲的软件进行听歌了。
有了进程,可以让多个程序同时运行,但每一个进程在运行时,一次只能执行一个任务,要想执行第二个任务,只能等第一个任务执行完后,再执行。但在我们现实应用中,就会出现不能等的情况,而是希望一个程序(进程)的多个任务同时执行。为达到这个目的,线程就出现了。线程可以让一个程序(进程)同时运行多个任务(并发)。比如我们用word程序时(一个进程),可能会存在三个任务:a、接受键盘输入;b、将键盘输入的内容显示在显示器上;c、输入的内容保存在硬盘上。如果没有线程,那只能是程序先等键盘输入内容,然后过好长时间,再把你输入的内容显示在显示器上,等内容显示出来了,再将内容保存在硬盘上。但事实上,你在用Word时,一边输入,一边就显示了,同时也自动保存在硬盘上了(程序可设定自动保存),没有等待的感觉,这就得归功于线程的作用了。有了线程之后,你就感觉输入、显示、保存好像是同时发生一样(并发,同一时间,一并发生)。
线程和进程的作用与区别,一句话概括的话,就是上文中的解释。以下文字内容与图片从网上收集,也较通俗地解释了线程与进程的区别。看完之后,再看网上较专业的解释就能看得明白了。
进程(process)和线程(thread)是操作系统的基本概念,但是它们比较抽象,不容易掌握。
最近,我读到一篇材料,发现有一个很好的类比,可以把它们解释地清晰易懂。
1.计算机的核心是CPU,它承担了所有的计算任务。它就像一座工厂,时刻在运行。
2.假定工厂的电力有限,一次只能供给一个车间使用。也就是说,一个车间开工的时候,其他车间都必须停工。背后的含义就是,单个CPU一次只能运行一个任务。
3.进程就好比工厂的车间,它代表CPU所能处理的单个任务。任一时刻,CPU总是运行一个进程,其他进程处于非运行状态。
4.一个车间里,可以有很多工人。他们协同完成一个任务。
5.线程就好比车间里的工人。一个进程可以包括多个线程。
6.车间的空间是工人们共享的,比如许多房间是每个工人都可以进出的。这象征一个进程的内存空间是共享的,每个线程都可以使用这些共享内存。
7.可是,每间房间的大小不同,有些房间最多只能容纳一个人,比如厕所。里面有人的时候,其他人就不能进去了。这代表一个线程使用某些共享内存时,其他线程必须等它结束,才能使用这一块内存。
8.一个防止他人进入的简单方法,就是门口加一把锁。先到的人锁上门,后到的人看到上锁,就在门口排队,等锁打开再进去。这就叫"互斥锁"(Mutual[?mju:t?u?l]相互的;共同的 exclusion[?k?sklu:?n]拒绝;排斥,缩写 Mutex[m‘ju:teks]),防止多个线程同时读写某一块内存区域。
9.还有些房间,可以同时容纳n个人,比如厨房。也就是说,如果人数大于n,多出来的人只能在外面等着。这好比某些内存区域,只能供给固定数目的线程使用。
10.这时的解决方法,就是在门口挂n把钥匙。进去的人就取一把钥匙,出来时再把钥匙挂回原处。后到的人发现钥匙架空了,就知道必须在门口排队等着了。这种做法叫做"信号量"(Semaphore),用来保证多个线程不会互相冲突。
不难看出,mutex是semaphore的一种特殊情况(n=1时)。也就是说,完全可以用后者替代前者。但是,因为mutex较为简单,且效率高,所以在必须保证资源独占的情况下,还是采用这种设计。
11.操作系统的设计,因此可以归结为三点:
(1)以多进程形式,允许多个任务同时运行;
(2)以多线程形式,允许单个任务分成不同的部分运行;
(3)提供协调机制,一方面防止进程之间和线程之间产生冲突,另一方面允许进程之间和线程之间共享资源
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