操作系统——线程详解

目录

一、进程

1、定义

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2、优势

二、线程和进程的区别与联系

1、联系

2、区别

注：

三、多线程隐患

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一、进程

1、定义

• 线程是进程中执行运算的最小单位，是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位。
• 一个线程就是一个“执行流”，同一进程中的多个线程之间可以并发执行。每个线程之间都可以按照顺讯执行自己的代码。多个线程之间 "同时" 执行着多份代码。一个线程可以创建和撤消另一个线程。
• 线程本身不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源，但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。

2、优势

• 易于调度
• 并发性高：一个进程可创建多个线程来执行同一程序的不同部分，因此线程实现并发性更加方便。
• 更轻量：线程的创建、销毁和调度比进程更快，开销更少。
• 简化系统资源分配：多个线程共享一个内存空间，使用多线程时只需分配一次内存。
• 充分发挥多处理器的功能：通过创建多线程进程，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。

二、线程和进程的区别与联系

1、联系

• 进程包含线程：每个进程中至少存在一个线程（主线程）。
• 线程共享内存空间：多个进程之间不共享内存空间，同一个进程的线程可共享内存空间。
• 处理机分配给线程：真正在处理机上运行的是线程。

2、区别

• 本质区别：进程是操作系统资源分配的最小单位，而线程是处理器任务调度和执行的最小单位。
• 包含区别：一个进程至少有一个线程，线程是进程的一部分不可单独存在，因此线程也被称为轻权进程或者轻量级进程。
• 开销区别：每个进程都有独立的地址空间，进程之间的切换会有较大的开销。同一个进程内的线程共享进程的地址空间，每个线程都有自己独立的运行栈和程序计数器，线程之间切换的开销小。
• 影响区别：一个进程崩溃后，在保护模式下其他进程不会被影响，而一个线程崩溃可能导致整个进程被操作系统停止，所以多进程要比多线程健壮。

注：

我们可以将计算机抽象为一块土地，将进程抽象为一间工厂，线程则是工厂中的流水线。工厂需要土地提供分配地方建立，而每间工厂则至少安装一个流水线。我们可以固定每间工厂的流水线数量不变增加工厂来增加产品制造的效率也可以通过不增加工厂数量转而增加流水线数量来增加效率。相比之下,虽然都增加了效率，但后者明显更加方便、所占土地更少、花费时间更少——工厂的基础设施可以被多个流水线共享，大大缩减了土地的占用，此外原材料的运输时间也减小。

三、多线程隐患

调度线程到CPU上运行会消耗CPU的内核资源，而CPU的数量是固定的，因此当线程数量过多时反复调度线程进出CPU会大量消耗资源使得效率变慢,甚至可能会出现线程异常进而导致整个进程崩溃。

例：

当一个人在吃鸡时速到较慢，随着人数增加效率也增加，但当桌子被围满时外围的人吃不到鸡就要往里挤，里面的人就被挤出来外边的人挤进去，进出的过程没有在吃鸡。进出的过程消耗时间，吃鸡效率降低。因此线程并不是越多越好。