线程,进程和程序的简单比较

本文详细阐述了进程和线程的基本概念及它们之间的区别。解释了为何引入线程以提高执行效率并节省资源,以及进程如何作为程序执行的基本单位。

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    我对于线程,进程的概念一直都是比较模糊,最近整理了一下。总结起来就是,线程是进程的一部分,进程是程序的一部分。
      线程的引入:例如,有一个Web服务器要进程的方式并发地处理来自不同用户的网页访问请求的话,可以创建父进程和多个子进程的方式来进行处理,但是创建一个进程要花费较大的系统开销和占用较多的资源。除外,这些不同的用户子进程在执行的时候涉及到进程上下文切换,上下文切换是一个复杂的过程。所以,为了减少进程切换和创建的开销,提高执行效率和节省资源,人们在操作系统中引入了"线程(thread)"的概念。
      进程的作用和定义:进程是为了提高CPU的执行效率,减少因为程序等待带来的CPU空转以及其他计算机软硬件资源的浪费而提出来的。进程是为了完成用户任务所需要的程序的一次执行过程和为其分配资源的一个基本单位,是一个具有独立功能的程序段对某个数据集的一次执行活动。
      线程和进程的区别
      1、线程是进程的一部分,所以线程有的时候被称为是轻权进程或者轻量级进程。
      2、一个没有线程的进程是可以被看作单线程的,如果一个进程内拥有多个进程,进程的执行过程不是一条线(线程)的,而是多条线(线程)共同完成的。
      3、系统在运行的时候会为每个进程分配不同的内存区域,但是不会为线程分配内存(线程所使用的资源是它所属的进程的资源),线程组只能共享资源。那就是说,出了CPU之外(线程在运行的时候要占用CPU资源),计算机内部的软硬件资源的分配与线程无关,线程只能共享它所属进程的资源。
      4、与进程的控制表PCB相似,线程也有自己的控制表TCB,但是TCB中所保存的线程状态比PCB表中少多了。
      5、进程是系统所有资源分配时候的一个基本单位,拥有一个完整的虚拟空间地址,并不依赖线程而独立存在。
      进程与程序的区别
      程序是一组指令的集合,它是静态的实体,没有执行的含义。而进程是一个动态的实体,有自己的生命周期。一般说来,一个进程肯定与一个程序相对应,并且只有一个,但是一个程序可以有多个进程, 或者一个进程都没有也可以只有一个进程。除此之外,进程还有并发性和交往性。简单地说,进程是程序的一部分,程序运行的时候会产生进程。
      总结

      线程是进程的一部分,进程是程序的一部分。


原文链接:http://www.ezloo.com/2007/10/thread_process_program.html

### 线程进程程序的概念及区别 #### 1. **概念定义** - **程序** 程序是一组指令的集合,它是静态的存在形式,存储于磁盘或其他外部介质上。只有当操作系统加载到内存中运行时,它才会成为动态实体[^2]。 - **进程** 进程是正在执行中的程序实例,是一个独立分配资源的基本单元。每个进程都有自己的地址空间、内存、数据栈以及其它辅助结构。进程由操作系统创建并管理,在其生命周期内拥有完整的上下文环境[^3]。 - **线程** 线程进程中更细粒度的一个组成部分,也是CPU调度的基本单位。一个进程可以包含多个线程,这些线程共享该进程的所有资源(如文件描述符、堆等),但各自具有独立的寄存器集栈[^1]。 #### 2. **关系分析** - **程序进程** 程序是静态的代码集合,而进程则是动态执行过程中的活动实体。简单来说,程序通过被加载到内存中形成进程,因此可以说进程程序的具体表现形式或运行状态。 - **进程线程** 线程存在于进程中,作为轻量级子任务存在;相比起单独启动一个新的进程而言开销较小。它们之间最大的不同在于资源共享程度——同一个进程下的所有线程都可以访问彼此的数据区段,但是不同进程间则需要借助特定机制来进行通信交互。 - **三者联系总结** 程序提供了构建基础逻辑框架的可能性;一旦被执行起来就变成了至少有一个主线程存在的初始态进程;如果此单一线程不足以满足需求,则可以通过增加额外工作流即其他类型的线程来提高效率完成更多复杂操作。 #### 3. **主要差异对比表** | 特性 | 程序 | 进程 | 线程 | |--------------|-------------------------------|------------------------------|-----------------------------| | 定义 | 静态指令序列 | 动态执行中的程序实例 | CPU调度最小单位 | | 资源占用 | 不占任何系统资源 | 占有一定数量的资源 | 较少资源 | | 创建销毁成本 | 极低 | 中 | 低 | | 是否能直接运行| 否 | 可以 | 必须依附于某个进程才能运行 | ```python import threading, os def worker(): """简单线程函数""" print(f'Worker thread running with PID {os.getpid()}') if __name__ == "__main__": threads = [] for i in range(5): # 创建五个线程 t = threading.Thread(target=worker) threads.append(t) t.start() for t in threads: t.join() # 主线程等待所有子线程结束 ``` 上述Python脚本展示了如何在一个单一进程中创建多个线程,并让它们分别打印当前进程ID。这体现了即使是在同个进程中,各个线程也可以并发地处理各自的职责。 ---
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