进程是一段程序的执行过程正确吗
进程和线程的概念与区别是面试经常遇到的问题,也是在做开发或做并发设计时经常遇到的问题,只有深入了解进程和线程资源属性、开销特点才能在开发中真正的发挥多核并发的性能。接下来具体说说
在多道程序环境下,允许多个程序并发执行,此时它们将失去封闭性,并具有间断性及不可再现性的特征。为此引入了进程的概念,以便更好地描述和控制程序的并发执行,实现操作系统的并发性和共享性。
为了使参与并发执行的程序能*的运行,必须为之配置一个专门的数据结构,称为进程控制块(Process Control Block,PCB)。系统利用PCB来描述进程的基本情况和运行状态,进而控制和管理进程。
从不同的角度进程有不同的定义,比较典型的有 :
1.进程是程序的一次执行过程
2.进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动
3.进程是具有*功能的程序在一个数据集合上运行的过程,它是系统进行资源分配和调度的一个*单位。
引入进程的目的是为了更好的使多道程序并发执行,提高资源利用率和系统吞吐量;而引入线程的目的则是为了减小程序在并发执行时所付出的时空开销,提高操作系统的并发性能。
线程最直接的理解就是“轻量级进程”,它是一个基本的CPU执行单元,也是程序执行流的最小单元,由线程id,程序计数器,寄存器集合和堆栈组成。线程是进程中的一个实体,是被系统*调度和分派的基本单位,线程自己不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源,如程序计数器、寄存器、线程id、堆栈,但它可与同属一个进程的其它线程共享进程拥有的全部资源。
进程的定义与特征
进程是一个正在执行的程序的实例。当我们运行一个程序时,它并不会立即执行。程序需要经过一系列步骤才能执行,而这些执行步骤被称为进程,进程是一个正在执行的程序的实例。每个进程都拥有自己的内存空间,与其他进程*,不进行内存共享。
进程开始执行时,处理器开始对其进行处理。首先,程序在翻译后以二进制代码的形式加载到计算机的内存中。运行程序需要内存和其他操作系统资源,如寄存器、程序计数器和堆栈,这些资源由操作系统提供。
每次创建一个进程时,我们需要向操作系统发出一个单独的系统调用。同时,进程之间需要通过进程间通信(IPC)进行通信。在操作系统眼中,每个进程都是*的,并被视为一个孤立的进程。
线程的定义与特征
线程是进程的一个子集,也被称为轻量级进程。一个进程可以有多个线程,这些线程由调度器*管理。同一进程内的所有线程都相互关联。线程有一些公共信息,如数据段、代码段、文件等,可以被同级线程共享,但它们拥有自己的寄存器、堆栈和计数器。
线程主要用于提高应用程序的处理能力。在实际中,一次只有一个线程在执行,但由于线程之间的快速上下文切换,给人一种线程在并行运行的错觉。
线程的特点包括共享数据、内存、资源、文件等,并且一个系统调用就能创建多个线程。线程需要进行同步,以避免出现意外的情况。
进程与线程的主要区别
进程和线程的主要区别在于它们的*性、重量级性、以及资源的共享与否:
进程和线程是两种基本的可执行实体,它们在操作系统中执行并管理程序的实例。这两者虽然在某些方面相似,但在设计和功能上也存在许多重要的区别。
进程是程序的执行实例。它包括程序本身、数据、资源(如文件)以及由操作系统保留的执行信息,如进程关系信息。操作系统允许用户通过系统调用创建、调度和终止进程。每个进程都有自己的内存空间,并且通常不与其他进程共享数据和信息,因此它们被视为*的执行实体。要创建多个进程,我们需要使用单独的系统调用,并且还需要更多的系统调用来进行进程管理。此外,为了与多个进程进行协作,我们需要使用进程间通信(IPC)机制,这会导致系统调用的数量增加。
线程,又称为轻量级进程,是进程的一部分,拥有自己的栈并执行给定的代码片段。与进程不同的是,线程通常与其他线程共享其内存。我们可以通过一个系统调用创建多个线程,而且由于我们不需要额外的机制(如IPC)来维持线程之间的通信,所以线程管理需要较少甚至不需要系统调用。线程之间的通信通常比进程之间的通信更快,更易于实现。然而,由于线程在同一组中使用相同的内存空间,所以当其中一个线程破坏了其内存的内容时,其他线程的内容也可能会被破坏。此外,线程通常需要在同一台机器上运行,而进程可以在不同的机器上运行。
进程和线程的概念与区别是面试经常遇到的问题,也是在做开发或做并发设计时经常遇到的问题,只有深入了解进程和线程资源属性、开销特点才能在开发中真正的发挥多核并发的性能。
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