线程进程优缺点
线程、进程的区别、优缺点
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线程、进程的区别、优缺点进程的特点:每⼀个进程都有⾃⼰的独⽴的⼀块内存空间、⼀组资源系统。
其内部数据和状态都是完全独⽴的。
进程是操作系统进⾏资源分配的基本单位;线程是操作系统进⾏调度的基本单位。
同⼀进程下的线程不仅共享进程资源和内存,每个线程还可有⼀个属于它⾃⼰的内存空间——线程栈。
以下4⾏是我能理解的范围:多线程的优点:线程间切换快,共享数据,多核cpu利⽤率多线程的缺点:多线程同步、加锁控制较负责;多进程的优点:独⽴多进程的缺点:调度开销⼤====结==束=============结==束============结==束===============================================可以参考的:多线程的优点:⽆需跨进程边界;程序逻辑和控制⽅式简单;所有线程可以直接共享内存和变量等;线程⽅式消耗的总资源⽐进程⽅式好;多线程缺点:每个线程与主程序共⽤地址空间,受限于2GB地址空间;线程之间的同步和加锁控制⽐较⿇烦;⼀个线程的崩溃可能影响到整个程序的稳定性;到达⼀定的线程数程度后,即使再增加CPU也⽆法提⾼性能,例如Windows Server 2003,⼤约是1500个左右的线程数就快到极限了(线程堆栈设定为1M),如果设定线程堆栈为2M,还达不到1500个线程总数;线程能够提⾼的总性能有限,⽽且线程多了之后,线程本⾝的调度也是⼀个⿇烦事⼉,需要消耗较多的CPU多进程优点:每个进程互相独⽴,不影响主程序的稳定性,⼦进程崩溃没关系;通过增加CPU,就可以容易扩充性能;可以尽量减少线程加锁/解锁的影响,极⼤提⾼性能,就算是线程运⾏的模块算法效率低也没关系;每个⼦进程都有2GB地址空间和相关资源,总体能够达到的性能上限⾮常⼤多进程缺点:逻辑控制复杂,需要和主程序交互;需要跨进程边界,如果有⼤数据量传送,就不太好,适合⼩数据量传送、密集运算多进程调度开销⽐较⼤;如果多个线程要同时访问某个资源,怎么处理(java)?多线程的性能⼀定就由于单线程呢?不⼀定,要看具体的任务以及计算机的配置。
1 多进程多线程
![1 多进程多线程](https://img.taocdn.com/s3/m/8dfa717addccda38376baff1.png)
1.多进程多线程 1.线程是程序执⾏行行的最⼩小单位,⽽而进程是操作系统分配资源的最⼩小单位;2.⼀一个进程由⼀一个或多个线程组成,线程是⼀一个进程中代码的不不同执⾏行行路路线;3.进程之间相互独⽴立,但同⼀一进程下的各个线程之间共享程序的内存空间(包括代码段、数据集、堆等)及⼀一些进程级的资源(如打开⽂文件和信号),某进程内的线程在其它进程不不可⻅见;4.调度和切换:线程上下⽂文切换⽐比进程上下⽂文切换要快得多。
a.进程是资源分配的基本单位,线程是cpu调度,或者说是程序执⾏行行的最⼩小单位。
b.进程有独⽴立的地址空间,⽐比如在linux下⾯面启动⼀一个新的进程,系统必须分配给它独⽴立的地址空间,建⽴立众多的数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段,这是⼀一种⾮非常昂贵的多任务⼯工作⽅方式。
⽽而运⾏行行⼀一个进程中的线程,它们之间共享⼤大部分数据,使⽤用相同的地址空间,因此启动⼀一个线程,切换⼀一个线程远⽐比进程操作要快,花费也要⼩小得多。
当然,线程是拥有⾃自⼰己的局部变量量和堆栈(注意不不是堆)的,⽐比如在windows中⽤用beginthreadex创建⼀一个新进程就会在调⽤用CreateThread的同时申请⼀一个专属于线程的数据块(tiddata)。
c.线程之间的通信⽐比较⽅方便便。
同⼀一进程下的线程共享数据(⽐比如全局变量量,静态变量量),通过这些数据来通信不不仅快捷⽽而且⽅方便便,当然如何处理理好这些访问的同步与互斥正是编写多线程程序的难点。
⽽而进程之间的通信只能通过进程通信的⽅方式进⾏行行。
d.由b,可以轻易易地得到结论:多进程⽐比多线程程序要健壮。
⼀一个线程死掉整个进程就死掉了了,但是在保护模式下,⼀一个进程死掉对另⼀一个进程没有直接影响。
e.线程的执⾏行行与进程是有区别的。
每个独⽴立的线程有有⾃自⼰己的⼀一个程序⼊入⼝口,顺序执⾏行行序列列和程序的出⼝口,但是线程不不能独⽴立执⾏行行,必须依附与程序之中, 由应⽤用程序提供多个线程的并发控制。
操作系统常见面试题及答案
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操作系统常见面试题及答案1.什么是进程(Process)和线程(Thread)?有何区别?进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位。
线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。
一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行。
进程与应用程序的区别在于应用程序作为一个静态文件存储在计算机系统的硬盘等存储空间中,而进程则是处于动态条件下由操作系统维护的系统资源管理实体。
2.Windows下的内存是如何管理的?Windows提供了3种方法来进行内存管理:虚拟内存,最适合用来管理大型对象或者结构数组;内存映射文件,最适合用来管理大型数据流(通常来自文件)以及在单个计算机上运行多个进程之间共享数据;内存堆栈,最适合用来管理大量的小对象。
Window操纵内存可以分两个层面:物理内存和虚拟内存。
其中物理内存由系统管理,不允许应用程序直接访问,应用程序可见的只有一个2G地址空间,而内存分配是通过堆进行的,对于每个进程都有自己的默认堆,当一个堆创建后,就通过虚拟内存操作保留了相应大小的地址块(不占有实际的内存,系统消耗很小),当在堆上分配一块内存时,系统在堆的地址表里找到一个空闲块(如果找不到,且堆创建属性是可扩充的,则扩充堆大小)为这个空闲块所包含的所有内存页提交物理对象(物理内存上或硬盘上的交换文件上)。
这时可以就访问这部分地址了。
提交时,系统将对所有进程的内存统一调配,如果物理内存不够,系统试图把一部分进程暂时不访问的页放入交换文件,以腾出部分物理内存。
释放内存时,只在堆中将所在的页解除提交(相应的物理对象被解除),继续保留地址空间。
C语言并发编程多线程和多进程的应用
![C语言并发编程多线程和多进程的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/a051ef56ae1ffc4ffe4733687e21af45b307fef6.png)
C语言并发编程多线程和多进程的应用C语言是一门广泛应用于系统级开发的编程语言,它具备高性能和低级别的特点,常用于操作系统、设备驱动和嵌入式系统的开发。
在实际应用中,多线程和多进程是C语言并发编程的两个重要概念和技术,它们可以提高程序的性能和响应能力。
本文将介绍C语言中多线程和多进程的应用,并探讨它们在不同场景中的优劣和适用性。
一、多线程的应用1. 线程概念及优势多线程是指在一个进程内创建多个并行执行的线程,每个线程可以独立执行不同的任务。
相比单线程程序,多线程程序具有以下优势:- 提高程序的性能:多线程能够将任务拆分为多个子任务,并在多个线程上同时执行,从而减少程序的执行时间。
- 增加程序的响应能力:通过将阻塞操作放在单独的线程中执行,可以避免主线程的阻塞,提高程序的响应速度。
- 使程序结构更清晰:多线程可以提升程序的模块化和可维护性,将不同的功能模块独立封装在不同的线程中,易于理解和扩展。
2. 多线程的创建和同步在C语言中,可以使用标准的线程库如pthread来创建和管理线程。
创建线程的步骤包括线程的初始化、启动和等待线程的结束。
多线程之间的同步可以通过互斥锁、条件变量和信号量等机制来实现。
互斥锁用于保护共享资源的访问,条件变量用于线程之间的通信,信号量则可以用于限制并发访问的数量。
3. 多线程的应用场景多线程适用于以下场景:- 超过单个核心能力的计算任务:通过将任务分解为多个子任务,可以在多个核心上并行执行,提高计算任务的执行效率。
- 服务器应用:通过多线程可以提高服务器的并发处理能力,同时处理多个客户端请求。
- 图形界面程序:通过将耗时操作放在后台线程执行,可以提高界面的流畅性和响应速度。
二、多进程的应用1. 进程概念及优势进程是指一个程序的执行实例,它拥有独立的地址空间和资源。
多进程是指在操作系统中同时运行多个独立的进程,每个进程可以执行不同的任务。
多进程编程的优势包括:- 提高系统的稳定性:通过将不同的任务独立在多个进程中执行,可以避免一个进程的崩溃导致整个系统的崩溃。
什么是线程
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线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位。
线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源. 线程也可以称为轻型进程(Light Weight Process,LWP)。
它是一种非常"节俭"的多任务操作方式。
在Linux系统下,启动一个新的进程必须分配给它独立的地址空间,建立众多的数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段,这是一种"昂贵"的多任务工作方式。
而运行于一个进程中的多个线程,它们彼此之间使用相同的地址空间,共享大部分数据,启动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间,而且,线程间彼此切换所需的时间也远远小于进程间切换所需要的时间。
当然,在具体的系统上,这个数据可能会有较大的区别;什么是线程?每个正在系统上运行的程序都是一个进程。
每个进程包含一到多个线程。
进程也可能是以在程序里独立执行。
也可以把它理解为代码运行的上下文。
所以线程基本上是轻量级的进程,它负责在单个程序里执行多任务。
通常由操作系统负责多个线程的调度和执行。
什么是多线程?使用线程的好处有以下几点:·使用线程可以把占据长时间的程序中的任务放到后台去处理·用户界面可以更加吸引人,这样比如用户点击了一个按钮去触发某些事件的处理,可以弹出一个进度条来显示处理的进度·程序的运行速度可能加快·在一些等待的任务实现上如用户输入、文件读写和网络收发数据等,线程就比较游泳了。
在这种情况下我们可以释放一些珍贵的资源如内存占用等等。
还有其他很多使用多线程的好处,这里就不一一说明了。
一些线程模型的背景我们可以重点讨论一下在Win32环境中常用的一些模型。
在这种线程模型中,一个进程中只能有一个线程,剩下的进程必须等待当前的线程执行完。
请阐述进程、程序、线程的异同点。
![请阐述进程、程序、线程的异同点。](https://img.taocdn.com/s3/m/13eb6e19bc64783e0912a21614791711cc797928.png)
请阐述进程、程序、线程的异同点。
进程、程序、线程都是计算机领域中常用的概念,它们之间的关系如下:
进程是操作系统中的一个概念,它是指在运行中的一个程序的实例。
每个进程都有自己的地址空间、内存和 CPU 时间片等资源。
进程之间是互相独立的,彼此之间不会相互干扰。
程序是指一组有序的指令集合,是静态的概念。
程序只有在运行中才会成为进程,程序本身不占有 CPU 时间,只有进程才能占有 CPU 时间。
线程是进程中的一个执行路径,是一种轻量级的进程,它共享进程的资源,但是有自己的堆栈和私有的寄存器。
线程之间共享进程的地址空间和进程打开的文件等资源,可以实现多任务的并发执行,提高了程序的效率。
综上所述,进程、程序、线程都是计算机中重要概念,它们之间的关系是进程包含程序,程序需要运行成进程,进程中包含线程。
进程是资源分配的基本单位,而线程是 CPU 调度的基本单位,它们各有优缺点,需要根据实际情况来选择使用。
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第二章 - 进程和线程
![第二章 - 进程和线程](https://img.taocdn.com/s3/m/83f2e31b6bd97f192279e9f9.png)
2.4 线
程
2.4.1 线程概念 现代操作系统中,进程只作为资源拥有者, 而调度和运行的属性赋予新的实体——线 而调度和运行的属性赋予新的实体——线 程。 线程(Thread)是进程中实施调度和分派 线程(Thread)是进程中实施调度和分派 的基本单位
2.4.1 线程概念
1.线程的组成 每个线程有一个 thread结构,即 thread结构,即 线程控制块,用 于保存自己私有 的信息,主要由 以下4 以下4个基本部 分组成:
2.4.1 线程概念
4.线程和进程的关系 ① 一个进程可以有多个线程,但至少要有一个线程; 而一个线程只能在一个进程的地址空间内活动。 ② 资源分配给进程,同一进程的所有线程共享该进 程的所有资源。 ③ 处理机分配给线程,即真正在处理机上运行的是 线程。 ④ 线程在执行过程中需要协作同步。不同进程的线 程间要利用消息通信的办法实现同步。
程同时访问和操纵相同的数据时,最后的执行结 果取决于进程运行的精确时序。
竞争条件(Race Condition),即两个或多个进 Condition),即两个或多个进
2.5.2 临界资源和临界区
1.临界资源和临界区 一次仅允许一个进程使用。我们把这类共 享资源称为临界资源( 享资源称为临界资源(Critical Resource)。 Resource)。 在每个进程中访问临界资源的那段程序叫 临界区( Section),简称CS区。 做临界区(Critical Section),简称CS区。
2.3.3 进程终止
(1)正常终止 (2)异常终止 (3)外部干扰
2.3.3 进程终止
终止进程的主要操作过程如下: 找到指定进程的PCB 找到指定进程的PCB 终止该进程的运行 回收该进程所占用的全部资源 终止其所有子孙进程,回收它们所占用的 全部资源。 将被终止进程的PCB从原来队列中摘走 将被终止进程的PCB从原来队列中摘走
进程与线程的定义、关系及区别
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进程与线程的定义、关系及区别进程与线程的定义、关系及区别⼀、进程的定义进程:指在系统中能独⽴运⾏并作为资源分配的基本单位,它是由⼀组机器指令、数据和堆栈等组成的,是⼀个能独⽴运⾏的活动实体。
进程⼀般有三个状态:就绪状态、执⾏状态和等待状态【或称阻塞状态】;进程只能由⽗进程建⽴,系统中所有的进程形成⼀种进程树的层次体系;挂起命令可由进程⾃⼰和其他进程发出,但是解除挂起命令只能由其他进程发出。
进程控制块(PCB):PCB不但可以记录进程的属性信息,以便对进程进⾏控制和管理,⽽且PCB标志着进程的存在,操作系统根据系统中是否有该进程的进程控制块PCB⽽知道该进程存在与否。
系统建⽴进程的同时就建⽴该进程的PCB,在撤销⼀个进程时,也就撤销其PCB,故进程的PCB对进程来说是它存在的具体的物理标志和体现。
⼀般PCB包括以下三类信息:进程标识信息;处理器状态信息;进程控制信息。
由程序段、相关的数据段和PCB三部分构成了进程实体(⼜称进程印像),⼀般,我们把进程实体就简称为进程。
进程的特征:1.动态性:进程的实质是程序的⼀次执⾏过程,进程是动态产⽣,动态消亡的。
2.并发性:任何进程都可以同其他进程⼀起并发执⾏。
3.独⽴性:进程是⼀个能独⽴运⾏的基本单位,同时也是系统分配资源和调度的独⽴单位。
4.异步性:由于进程间的相互制约,使进程具有执⾏的间断性,即进程按各⾃独⽴的、不可预知的速度向前推进。
⼆、线程的定义线程:线程是进程中的⼀个实体,作为系统调度和分派的基本单位。
线程的性质:1.线程是进程内的⼀个相对独⽴的可执⾏的单元。
若把进程称为任务的话,那么线程则是应⽤中的⼀个⼦任务的执⾏。
2.由于线程是被调度的基本单元,⽽进程不是调度单元。
所以,每个进程在创建时,⾄少需要同时为该进程创建⼀个线程。
即进程中⾄少要有⼀个或⼀个以上的线程,否则该进程⽆法被调度执⾏。
3.进程是被分给并拥有资源的基本单元。
同⼀进程内的多个线程共享该进程的资源,但线程并不拥有资源,只是使⽤他们。
进程和线程的区别
![进程和线程的区别](https://img.taocdn.com/s3/m/25bfa1ecc9d376eeaeaad1f34693daef5ef713ca.png)
进程和线程的区别进程:指在系统中正在运⾏的⼀个应⽤程序;程序⼀旦运⾏就是进程;或者更专业化来说:进程是指程序执⾏时的⼀个实例,即它是程序已经执⾏到课中程度的数据结构的汇集。
从内核的观点看,进程的⽬的就是担当分配系统资源(CPU时间、内存等)的基本单位。
线程:系统分配处理器时间资源的基本单元,或者说进程之内独⽴执⾏的⼀个单元执⾏流。
进程——资源分配的最⼩单位,线程——程序执⾏的最⼩单位。
线程进程的区别体现在4个⽅⾯:1、因为进程拥有独⽴的堆栈空间和数据段,所以每当启动⼀个新的进程必须分配给它独⽴的地址空间,建⽴众多的数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段,这对于多进程来说⼗分“奢侈”,系统开销⽐较⼤,⽽线程不⼀样,线程拥有独⽴的堆栈空间,但是共享数据段,它们彼此之间使⽤相同的地址空间,共享⼤部分数据,⽐进程更节俭,开销⽐较⼩,切换速度也⽐进程快,效率⾼,但是正由于进程之间独⽴的特点,使得进程安全性⽐较⾼,也因为进程有独⽴的地址空间,⼀个进程崩溃后,在保护模式下不会对其它进程产⽣影响,⽽线程只是⼀个进程中的不同执⾏路径。
⼀个线程死掉就等于整个进程死掉。
2、体现在通信机制上⾯,正因为进程之间互不⼲扰,相互独⽴,进程的通信机制相对很复杂,譬如管道,信号,消息队列,共享内存,套接字等通信机制,⽽线程由于共享数据段所以通信机制很⽅便。
3、体现在CPU系统上⾯,线程使得CPU系统更加有效,因为操作系统会保证当线程数不⼤于CPU数⽬时,不同的线程运⾏于不同的CPU 上。
4、体现在程序结构上,举⼀个简明易懂的列⼦:当我们使⽤进程的时候,我们不⾃主的使⽤if else嵌套来判断pid,使得程序结构繁琐,但是当我们使⽤线程的时候,基本上可以甩掉它,当然程序内部执⾏功能单元需要使⽤的时候还是要使⽤,所以线程对程序结构的改善有很⼤帮助。
什么情况下使⽤进程个线程:1、需要频繁创建销毁的优先使⽤线程;因为对进程来说创建和销毁⼀个进程代价是很⼤的2、线程的切换速度快,所以在需要⼤量计算,切换频繁时⽤线程,还有耗时的操作使⽤线程可提⾼应⽤程序的响应3、因为对CPU系统的效率使⽤上线程更占优,所以可能要发展到多机分布的⽤进程,多核分布⽤线程4、并⾏操作时使⽤线程,如C/S架构的服务器端并发线程响应⽤户的请求5、需要更稳定安全时,适合选择进程;需要速度时,选择线程更好因为我的项⽬中需要对数据段的数据共享,可以被多个程序所修改,所以使⽤线程来完成此操作,⽆需加⼊复杂的通信机制,使⽤进程需要添加复杂的通信机制实现数据段的共享,增加了我的代码的繁琐,⽽且使⽤线程开销⼩,项⽬运⾏的速度快,效率⾼。
为什么要引入线程?线程为什么能弥补进程的缺点
![为什么要引入线程?线程为什么能弥补进程的缺点](https://img.taocdn.com/s3/m/6471e719591b6bd97f192279168884868762b8fa.png)
为什么要引⼊线程?线程为什么能弥补进程的缺点⾸先我们需要明⽩,线程与进程⼀样,线程和进程会被os统⼀调度,所以所有的线程和进程都是⼀起并发运⾏的,如果线程不是并发的,是不可能实现程序的多线任务的。
有了线程以后,凡是程序涉及到多线任务时,都使⽤多线程来实现,使⽤多线程来实现时,线程间的切换和数据通信的开销⾮常低,正因为开销⾮常低,因此线程还有另⼀个名称,叫”轻量级的进程“。
总结的讲,说⽩了线程就是为了多线任务⽽⽣的,多线程的多线⼆字,不就是多线任务的多线⼆字吗。
疑问:使⽤线程来实现时,线程也需要切换和通信,这不跟进程⼀样吗?为什么线程就能降低切换和通信的开销呢?为什么线程切换的开销很低使⽤多进程来实现程序的多线任务,多线并发运⾏时,涉及到的是进程间的切换,我们前⾯就说过,进程间切换时开销⾮常⼤。
但是使⽤多线程来实现多线任务,由于线程本质上它只是程序(进程)的⼀个函数,只不过线程函数与普通函数的区别是,普通函数时单线的运⾏关系,⽽线程函数被注册为线程后,是多线并发运⾏,如图所⽰。
对于普通函数来说,只有当相互调动时才会涉及函数间的切换,但是对于线程函数来说,只要运⾏的时间⽚到了就会切换,但是不管是那种函数间的切换,进程⾃⼰函数的切换只是进程内部的事情,不涉及进程间切换,函数切换当然也需要开销,但是这些开销相⽐进程间就省去了进程间切换的巨⼤开销。
当然如果是不同进程的线程之间需要切换的话,还是会涉及到进程间的切换的,但是不管怎么说,线程的出现,⾄少为程序内部多线任务之间的切换,省去了⼤笔的进程切换所导致“资源开销”。
为什么线程间数据通信的开销很低线程的本质就是函数,请问⼤家函数之间如果想要数据共享(通信)的话,应该怎么办?函数间通信有两种⽅式:(1)具有相互调⽤关系函数来说使⽤函数传参来通信。
(2)对于没有调⽤关系的函数来说使⽤全局变量来通信。
A函数⼀⼀>全变变量⼀⼀>B函数所以说全局变量的作⽤是什么?就是⽤来实现⽆调⽤关系的函数间通信的。
进程、线程、协程之概念理解+线程和进程各自有什么区别和优劣
![进程、线程、协程之概念理解+线程和进程各自有什么区别和优劣](https://img.taocdn.com/s3/m/9fd31f233868011ca300a6c30c2259010202f3a2.png)
进程、线程、协程之概念理解+线程和进程各⾃有什么区别和优劣⼀、概念⾸先,根据图了解⼀下串⾏,并⾏和并发的基本概念: 1、进程 资源分配的基本单位进程(Process)是计算机中的程序关于某数据集合上的⼀次运⾏活动,是系统进⾏资源分配和调度的基本单位,是操作系统结构的基础。
在早期⾯向进程设计的计算机结构中,进程是程序的基本执⾏实体;在当代⾯向线程设计的计算机结构中,进程是线程的容器。
程序是指令、数据及其组织形式的描述,进程是程序的实体。
Linux系统函数fork()可在⽗进程中创建⼀个⼦进程,在⽗进程接到新请求时,复制出⼀个⼦进程来处理,即⽗进程监控请求,⼦进程处理,实现并发处理。
注意:必须是Linux系统,windows不能⽤fork。
组成进程是⼀个实体。
每⼀个进程都有它⾃⼰的地址空间,⼀般情况下,包括⽂本区域(text region)、数据区域(data region)和堆栈(stack region)。
⽂本区域存储处理器执⾏的代码;数据区域存储变量和进程执⾏期间使⽤的动态分配的内存;堆栈区域存储着活动过程调⽤的指令和本地变量。
特征动态性:进程的实质是程序在多道程序系统中的⼀次执⾏过程,进程是动态产⽣,动态消亡的。
并发性:任何进程都可以同其他进程⼀起并发执⾏独⽴性:进程是⼀个能独⽴运⾏的基本单位,同时也是系统分配资源和调度的独⽴单位;异步性:由于进程间的相互制约,使进程具有执⾏的间断性,即进程按各⾃独⽴的、不可预知的速度向前推进结构特征:进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。
多个不同的进程可以包含相同的程序:⼀个程序在不同的数据集⾥就构成不同的进程,能得到不同的结果;但是执⾏过程中,程序不能发⽣改变。
进程的⼏种状态(1)run(运⾏状态):正在运⾏的进程或在等待队列中等待的进程,等待的进程只要以得到cpu就可以运⾏(2)Sleep(可中断休眠状态):相当于阻塞或在等待的状态(3)D(不可中断休眠状态):在磁盘上的进程(4)T(停⽌状态):这中状态⽆法直观的看见,因为是进程停⽌后就释放了资源,所以不会留在linux中(5)Z(僵⼫状态):⼦进程先与⽗进程结束,但⽗进程没有调⽤wait或waitpid来回收⼦进程的资源,所以⼦进程就成了僵⼫进程,如果⽗进程结束后任然没有回收⼦进程的资源,那么1号进程将回收 2、线程 CPU调度和分配的基本单位,程序执⾏的最⼩单位。
操作系统线程的概念
![操作系统线程的概念](https://img.taocdn.com/s3/m/32acb3e06e1aff00bed5b9f3f90f76c661374ca8.png)
操作系统线程的概念1. 什么是线程?线程是操作系统调度的最小单位,是进程中一个执行路径,也是进程中的实际运行单位。
每个线程独立运行,不同线程间共享进程的资源。
线程直接利用操作系统的调度机制进行调度,执行时间片的切换,从而实现并发执行。
2. 线程的分类2.1 用户级线程用户级线程由应用程序自己实现的线程,操作系统并不知道用户级线程的存在,无法进行线程调度。
用户级线程的优点是轻量级,切换速度快;缺点是阻塞一个线程将导致整个应用程序的线程全部阻塞。
2.2 内核级线程内核级线程由操作系统内核管理、调度和切换的线程。
内核级线程的优点是能够进行真正的并行执行;缺点是线程切换开销大、切换时间长。
2.3 轻量级进程(LWP)轻量级进程是在内核级线程与用户级线程之间的一个折中方案。
它提供了多线程的并发执行,并且减小了线程切换的开销,提高了性能。
3. 线程的特点3.1 共享资源线程共享进程的地址空间,包括代码、数据和文件等资源。
这意味着线程可以直接访问进程的全局变量和堆内存。
3.2 独立栈空间每个线程都有自己独立的栈空间,用于保存函数调用信息和局部变量。
这使得多个线程可以同时执行不同的函数。
3.3 调度与切换线程的调度由操作系统负责,根据一定的调度策略将CPU时间片分配给不同的线程。
线程的切换是指从一个线程切换到另一个线程的过程,包括保存当前线程的上下文和恢复下一个线程的上下文。
3.4 并发执行多个线程可以并发执行,提高了系统的并发性和响应速度。
线程之间可以通过共享内存进行通信,实现数据的共享和同步。
4. 线程的优缺点4.1 优点•线程的创建、销毁和切换开销较小,执行效率高。
•多线程可以并发执行,提高系统的并发性和响应速度。
•线程可以共享进程的资源,简化了进程间的通信和同步机制。
4.2 缺点•线程的调度和切换开销较大,影响系统的性能。
•线程间的共享资源需要进行同步操作,增加了编程的复杂性。
•线程的并发执行可能导致竞态条件和死锁等并发问题。
进程、线程简介及多线程的优缺点
![进程、线程简介及多线程的优缺点](https://img.taocdn.com/s3/m/bea33138657d27284b73f242336c1eb91a37336b.png)
进程、线程简介及多线程的优缺点先介绍下进程、线程、多线程,再总结下多线程的优缺点:⼀、进程进程是具有⼀定独⽴功能的程序关于某个数据集合上的⼀次运⾏活动,也就是应⽤程序的执⾏实例,进程是系统进⾏资源分配和调度的⼀个独⽴单位。
每个进程是由私有的虚拟地址空间、代码、数据和其它各种系统资源组成,进程在运⾏过程中创建的资源随着进程的终⽌⽽被销毁,所使⽤的系统资源在进程终⽌时被释放或关闭。
⼆、线程线程是程序中的⼀个执⾏流,⼀个进程中可以包含多个线程,每个线程都有⾃⼰的专有寄存器(栈指针、程序计数器等),但代码区是共享的,即不同的线程可以执⾏同样的函数。
三、多线程多线程是指程序中包含多个执⾏流,即在⼀个程序(进程)中可以同时运⾏多个不同的线程来执⾏不同的任务,也就是说允许单个程序(进程)创建多个并⾏执⾏的线程来完成各⾃的任务。
在单核处理器的电脑中,线程协调程序在完成⼀个时间⽚之后迅速地在活动的线程之间进⾏切换执⾏。
⽐如⼀个程序执⾏期间,你可以进⾏多个操作,其实就是线程间在飞快的切换,这叫做并发。
在多核电脑中,多线程被实现成混合时间⽚和真实的并⾏,即不同的线程在不同的CPU上执⾏。
1、多线程的优点 多线程处理可以同时运⾏多个线程。
由于多线程应⽤程序将程序划分成多个独⽴的任务,因此可以在以下⽅⾯显著提⾼性能多线程技术使程序的响应速度更快 ,因为⽤户界⾯可以在进⾏其它⼯作的同时⼀直处于活动状态;当前没有进⾏处理的任务时可以将处理器时间让给其它任务;占⽤⼤量处理时间的任务可以定期将处理器时间让给其它任务;可以随时停⽌任务;可以分别设置各个任务的优先级以优化性能2、多线程的缺点线程也是程序,所以线程需要占⽤内存,线程越多占⽤内存也越多;多线程需要协调和管理,所以需要CPU时间跟踪线程;线程之间对共享资源的访问会相互影响,必须解决竞⽤共享资源的问题;线程太多会导致控制太复杂,最终可能造成很多Bug;3、什么时候使⽤多线程耗时或⼤量占⽤处理器的任务阻塞⽤户界⾯操作; 多线程程序⼀般被⽤来在后台执⾏耗时的任务。
简述进程、线程、协程的区别以及应用场景?
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简述进程、线程、协程的区别以及应⽤场景?
1.进程是计算器最⼩资源分配单位 .
2.线程是CPU调度的最⼩单位 .
3.进程切换需要的资源很最⼤,效率很低 .
4.线程切换需要的资源⼀般,效率⼀般(当然了在不考虑GIL的情况下) .
5.协程切换任务资源很⼩,效率⾼(协程本⾝并不存在,是程序员通过控制IO操作完成) .
6.多进程、多线程根据cpu核数不⼀样可能是并⾏的,但是协程是在⼀个线程中所以是并发.
进程:
⼀个运⾏的程序(代码)就是⼀个进程,没有运⾏的代码叫程序,进程是系统资源分配的最⼩单位,进程拥有⾃⼰独⽴的内存空间,所以进程间数据不共享,开销⼤。
线程:
调度执⾏的最⼩单位,也叫执⾏路径,不能独⽴存在,依赖进程存在⼀个进程⾄少有⼀个线程,叫主线程,⽽多个线程共享内存(数据共享,共享全局变量),从⽽极⼤地提⾼了程序的运⾏效率。
协程:
是⼀种⽤户态的轻量级线程,协程的调度完全由⽤户控制。
协程拥有⾃⼰的寄存器上下⽂和栈。
协程调度切换时,将寄存器上下⽂和栈保存到其他地⽅,在切回来的时候,恢复先前保存的寄存器上下⽂和栈,直接操作栈则基本没有内核切换的开销,
可以不加锁的访问全局变量,所以上下⽂的切换⾮常快。
进程和线程的异同点
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线程,进程和程序的简单比较
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。
总结:
线程是进程的一部分,进程是程序的一部分。
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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。
(c) 线程和子进程共享父进程中的资源;线程和子进程独立于它们的父进程,竞争使用处理器资源;线程和子进程的创建者可以在线程和子进程上实行某些控制,比如,创建者可以取消、挂起、继续和修改线程和子进程的优先级;线程和子进程可以改变其属性并创建新的资源。
进程与线程、并行与并发的理解
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进程与线程、并⾏与并发的理解进程与线程1.定义进程是具有⼀定独⽴功能的程序关于某个数据集合上的⼀次运⾏活动,进程是系统进⾏资源分配和调度的⼀个独⽴单位.线程是进程的⼀个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是⽐进程更⼩的能独⽴运⾏的基本单位.线程⾃⼰基本上不拥有系统资源,只拥有⼀点在运⾏中必不可少的资源(如程序计数器,⼀组寄存器和栈),但是它可与同属⼀个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源.2.关系⼀个线程可以创建和撤销另⼀个线程;同⼀个进程中的多个线程之间可以并发执⾏.相对进程⽽⾔,线程是⼀个更加接近于执⾏体的概念,它可以与同进程中的其他线程共享数据,因此线程可以读写同样的数据结构和变量,便于线程之间的通信,但拥有⾃⼰的栈空间,拥有独⽴的执⾏序列。
3.区别进程和线程的主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理⽅式。
进程有独⽴的地址空间,⼀个进程崩溃后,在保护模式下不会对其它进程产⽣影响,⽽线程只是⼀个进程中的不同执⾏路径。
线程有⾃⼰的堆栈和局部变量,但线程之间没有单独的地址空间,⼀个线程死掉就等于整个进程死掉,所以多进程的程序要⽐多线程的程序健壮,但在进程切换时,耗费资源较⼤,效率要差⼀些。
但对于⼀些要求同时进⾏并且⼜要共享某些变量的并发操作,只能⽤线程,不能⽤进程。
1) 简⽽⾔之,⼀个程序⾄少有⼀个进程,⼀个进程⾄少有⼀个线程.2) 线程的划分尺度⼩于进程,使得多线程程序的并发性⾼。
3) 另外,进程在执⾏过程中拥有独⽴的内存单元,⽽多个线程共享内存,从⽽极⼤地提⾼了程序的运⾏效率。
4) 线程在执⾏过程中与进程还是有区别的。
每个独⽴的线程有⼀个程序运⾏的⼊⼝、顺序执⾏序列和程序的出⼝。
但是线程不能够独⽴执⾏,必须依存在应⽤程序中,由应⽤程序提供多个线程执⾏控制。
5) 从逻辑⾓度来看,多线程的意义在于⼀个应⽤程序中,有多个执⾏部分可以同时执⾏。
但操作系统并没有将多个线程看做多个独⽴的应⽤,来实现进程的调度和管理以及资源分配。
进程和线程的概念
![进程和线程的概念](https://img.taocdn.com/s3/m/9ef6b912a200a6c30c22590102020740be1ecdfc.png)
进程和线程的概念⼀:什么是进程 进程是资源(CPU、内存等)分配的基本单位,它是程序执⾏时的⼀个实例。
程序运⾏时系统就会创建⼀个进程,并为它分配资源,然后把该进程放⼊进程就绪队列, 进程调度器选中它的时候就会为它分配CPU时间,程序开始真正运⾏。
⼆:什么是线程 线程是程序执⾏时的最⼩单位,它是进程的⼀个执⾏流,是CPU调度和分派的基本单位。
⼀个进程可以由很多个线程组成,线程间共享进程的所有资源,每个线程有⾃⼰的堆栈和局部变量。
线程由CPU独⽴调度执⾏,在多CPU环境下就允许多个线程同时运⾏。
同样多线程也可以实现并发操作,每个请求分配⼀个线程来处理。
三:线程和进程各⾃有什么区别和优劣呢? 1):进程是资源分配的最⼩单位,线程是程序执⾏的最⼩单位。
2):进程有⾃⼰的独⽴地址空间,每启动⼀个进程,系统就会为它分配地址空间,建⽴数据表来维护代码段、堆栈段和数据段,这种操作⾮常昂贵。
线程是共享进程中的数据的,使⽤相同的地址空间,因此CPU切换⼀个线程的花费远⽐进程要⼩很多,同时创建⼀个线程的开销也⽐进程要⼩很多。
3):线程之间的通信更⽅便,同⼀进程下的线程共享全局变量、静态变量等数据。
进程之间的通信需要以通信的⽅式(IPC)进⾏。
不过如何处理好同步与互斥是编写多线程程序的难点。
4):但是多进程程序更健壮,多线程程序只要有⼀个线程死掉,整个进程也死掉了, ⽽⼀个进程死掉并不会对另外⼀个进程造成影响,因为进程有⾃⼰独⽴的地址空间。
四:多线程五个状态 新建----->就绪----->运⾏------>阻塞------->死亡五:怎么实现多线程 1):继承Thread类创建线程。
Thread类本质上是实现了Runnable接⼝的⼀个实例,代表⼀个线程的实例。
启动线程的唯⼀⽅法就是通过Thread类的start()实例⽅法。
2):实现Runnable接⼝创建线程。
3):如果⾃⼰的类已经extends另⼀个类,就⽆法直接extends Thread,此时,可以实现⼀个Runnable接⼝。
线程、进程、多线程、多进程和多任务之间的区别与联系
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线程、进程、多线程、多进程和多任务之间的区别与联系可能学习操作系统开发的读者都听说过这些专业名词,但又多少人理解了?首先,从定义开始,先看一下教科书上进程和线程定义:进程:资源分配的最小单位。
线程:程序执行的最小单位。
1进程进程是程序执行时的一个实例,即它是程序已经执行到课中程度的数据结构的汇集。
从内核的观点看,进程的目的就是担当分配系统资源(CPU时间、内存等)的基本单位。
举例说明进程:想象一位有一手好厨艺的计算机科学家正在为他的女儿烘制生日蛋糕,他有做生日蛋糕的食谱,厨房里有所需的原料:面粉、鸡蛋、糖、香草汁等。
在这个比喻中,做蛋糕的食谱就是程序(即用适当形式描述的算法)计算机科学家就是处理器(CPU),而做蛋糕的各种原料就是输入数据。
进程就是厨师阅读食谱、取来各种原料以及烘制蛋糕等一系列动作的总和。
现在假设计算机科学家的儿子哭着跑了进来,说他的头被一只蜜蜂蛰了。
计算机科学家就记录下他照着食谱做到哪儿了(保存进程的当前状态),然后拿出一本急救手册,按照其中的指示处理蛰伤。
这里,我们看到处理机制是从一个进程(做蛋糕)切换到另一个高优先级的进程(实施医疗救治),每个进程拥有各自的程序(食谱和急救手册)。
当蜜蜂蛰伤处理完之后,这位计算机科学家又回来做蛋糕,从他离开时的那一步继续做下去。
2线程线程是CPU调度的最小单位(程序执行流的最小单元),它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单元。
一条线程是进程中一个单一顺序的控制流,一个进程中可以并发多个线程,每条线程并行执行不同的任务。
一个标准的线程有线程ID、当前指令指针(PC),寄存器集合和堆栈组成。
另外,线程是进程中的一个实体,是被系统独立调度和分派的基本单元,线程自己不拥有系统资源,只拥有一点儿在运行中必不可少的资源,但它可与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。
一个线程可以创建和撤销另一个线程,同一进程中的多个线程之间可以并发执行。
由于线程之间的相互制约,致使线程在运行中呈现处间断性。
linux c 面试题
![linux c 面试题](https://img.taocdn.com/s3/m/d36c320b777f5acfa1c7aa00b52acfc789eb9f91.png)
linux c 面试题Linux C 面试题一般涉及到Unix/Linux系统编程相关内容,旨在了解面试者对于系统级编程的理解和实践经验。
下面是一些常见的LinuxC 面试题,供参考。
一、基础知识类题目1. 请简述进程和线程的区别以及优缺点。
答:进程是资源分配和调度的基本单位,拥有独立的地址空间;线程是调度的基本单位,共享地址空间。
进程之间切换开销大,数据共享和通信相对复杂;线程切换开销小,数据共享和通信相对简单。
进程相对安全,一个进程崩溃不会影响其他进程;线程相对高效,创建、销毁开销小。
2. 请解释虚拟内存的概念。
答:虚拟内存是一种将进程地址空间和物理内存分离的机制。
通过将进程的虚拟地址映射到物理内存上,实现了对内存的抽象和管理。
虚拟内存使得每个进程有独立的地址空间,提高了内存的利用率和管理的灵活性。
3. 请说明静态链接库和动态链接库的区别。
答:静态链接库在编译时被连接到可执行文件中,执行时不再需要外部的库文件;动态链接库在程序执行时才会被加载到内存中。
静态链接库增加了可执行文件的大小,但程序执行时不依赖外部环境;动态链接库减小了可执行文件的大小,但程序在执行时需要依赖外部环境。
二、编程题目1. 编写一个程序,实现字符串逆序输出。
```c#include <stdio.h>#include <string.h>void reverse(char* str) {int len = strlen(str);for (int i = len - 1; i >= 0; i--) {printf("%c", str[i]);}}int main() {char str[100];printf("请输入一个字符串:");scanf("%s", str);printf("逆序输出为:");reverse(str);return 0;}```2. 编写一个程序,统计一个字符串中每个字符出现的次数。
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多线程缺点:
逻辑控制复杂,需要和主程序交互;
需要跨进程边界,如果有大数据量传送,就不太好,适合小数据量传送、密集运算
多进程调度开销比较大;
最好是多进程和多线程结合,即根据实际的需要,每个CPU开启一个子进程,这个子进程开启多线程可以为若干同类型的数据进行处理。当然你也可以利用多线程+多CPU+轮询方式来解决问题……
线程能够提高的总性能有限,而且线程多了之后,线程本身的调度也是一个麻烦事儿,需要消耗较多的CPU
多进程优点:
每个进程互相独立,不影响主程序的稳定性,子进程崩溃没关锁/解锁的影响,极大提高性能,就算是线程运行的模块算法效率低也没关系;
方法和手段是多样的,关键是自己看起来实现方便有能够满足要求,代价也合适。
答:进程的优点::①顺序程序的特点:具有封闭性和可再现性;②程序的并发执行和资源共享。多道程序设计出现后,实现了程序的并发执行和资源共享,提高了系统的效率和系统的资源利用率。
进程的缺点:操作系统调度切换多个线程要比切换调度进程在速度上快的多。而且进程间内存无法共享,通讯也比较麻烦。线程之间由于共享进程内存空间,所以交换数据非常方便;在创建或撤消进程时,由于系统都要为之分配和回收资源,导致系统的开销明显大于创建或撤消线程时的开销。
线程的缺点:
1.调度时, 要保存线程状态,频繁调度, 需要占用大量的机时;
2.程序设计上容易出错(线程同步问题)。
多线程的优点:
无需跨进程边界;
程序逻辑和控制方式简单;
所有线程可以直接共享内存和变量等;
线程方式消耗的总资源比进程方式好;
多线程缺点:
每个线程与主程序共用地址空间,受限于2GB地址空间;
线程之间的同步和加锁控制比较麻烦;
一个线程的崩溃可能影响到整个程序的稳定性;
到达一定的线程数程度后,即使再增加CPU也无法提高性能,例如Windows Server 2003,大约是1500个左右的线程数就快到极限了(线程堆栈设定为1M),如果设定线程堆栈为2M,还达不到1500个线程总数;
线程的优点:1)、它是一种非常"节俭"的多任务操作方式。在Linux系统下,启动一个新的进程必须分配给它独立的地址空间,建立众多的数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段,这是一种"昂贵"的多任务工作方式。而运行于一个进程中的多个线程,它们彼此之间使用相同的地址空间,共享大部分数据,启动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间,而且,线程间彼此切换所需的时间也远远
小于进程间切换所需要的时间。当然,在具体的系统上,这个数据可能会有较大的区别;2)、线程间方便的通信机制,由于同一进程下的线程之间共享数据空间,所以一个线程的数据可以直接为其它线程所用,这不仅快捷,而且方便;3)、使多CPU系统更加有效。操作系统会保证当线程数不大于CPU数目时,不同的线程运行于不同的CPU上;4)、改善程序结构。一个既长又复杂的进程可以考虑分为多个线程,成为几个独立或半独立的运行部分,这样的程序会利于理解和修改。