C++进程、线程、多线程概念及线程的优缺点

本文介绍了进程、线程和多线程的概念,强调线程作为轻量级的执行单元在资源消耗和执行效率上的优势。多线程允许多个执行路径并行,适用于I/O密集型和计算密集型应用。然而,多线程也带来性能损失、健壮性降低和编程复杂性增加的问题。

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进程:
进程是一个正在执行的程序,是向CPU申请资源的,进程之间数据相互独立,一个进程至少有一个线程。

线程:
线程是进程中的单一的顺序控制流程也可以叫做最小控制单元,线程是进程中执行单元,开启一个线程比开启一个进程更加节省资源。 

多线程:
多线程是多任务处理的一种特殊形式,多任务处理允许让电脑同时运行两个或两个以上的程序。一般情况下,两种类型的多任务处理:基于进程和基于线程。
多线程程序包含可以同时运行的两个或多个部分。这样的程序中的每个部分称为一个线程,每个线程定义了一个单独的执行路径。

基于进程的多任务处理是程序的并发执行。
基于线程的多任务处理是同一程序的片段的并发执行。

线程的优点:
1、创建一个新线程的代价要比创建一个新进程小得多
2、与进程之间的切换相比,线程之间的切换需要操作系统做的工作要少很多
3、线程占用的资源要比进程少很多
4、能充分利用多处理器的可并行数量
5、在等待慢速I/O操作结束的同时,程序可执行其他的计算任务
6、计算密集型应用,为了能在多处理器系统上运行,将计算分解到多个线程中实现
7、I/O密集型应用,为了提高性能,将I/O操作重叠。线程可以同时等待不同的I/O操作。

线程的缺点:
性能损失
一个很少被外部事件阻塞的计算密集型线程往往无法与共它线程共享同一个处理器。如果计算密集型线程的数量比可用的处理器多,那么可能会有较大的性能损失,这里的性能损失指的是增加了额外的同步和调度开销,而可用的资源不变。
健壮性降低
编写多线程需要更全面更深入的考虑,在一个多线程程序里,因时间分配上的细微偏差或者因共享了不该共享的变量而造成不良影响的可能性是很大的,换句话说线程之间是缺乏保护的。
缺乏访问控制
进程是访问控制的基本粒度,在一个线程中调用某些OS函数会对整个进程造成影响。
编程难度提高
编写与调试一个多线程程序比单线程程序困难得多。


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