进程线程的空间问题
进程线程练习题
进程线程练习题一、选择题1. 进程是指()。
a) 线程的集合b) 代码的集合c) 资源的集合d) 程序的集合2. 线程是指()。
a) 进程的集合b) 代码的集合c) 资源的集合d) 程序的集合3. 在操作系统中,多个进程可以通过()来实现并发执行。
a) 共享内存b) 进程间通信c) 线程d) 同步操作4. 下列关于进程和线程的说法中,错误的是()。
a) 进程是资源分配的最小单位b) 线程是程序执行的最小单位c) 进程之间是相互独立的d) 线程之间共享内存空间5. 在Java中,可以创建线程的两种方式是()。
a) 继承Thread类、实现Runnable接口b) 实现Thread类、继承Runnable接口c) 实现Thread接口、继承Runnable类d) 继承Thread类、实现Callable接口二、填空题1. 进程间通信的方式有()。
2. 线程可以共享的资源有()。
3. 线程调度的方式包括()和()。
三、简答题1. 请简述进程和线程的概念及区别。
2. 进程间通信的方式有哪些,各自的优缺点是什么?3. 线程调度的方式有哪些,各自的优缺点是什么?4. 请举例说明多线程的优势以及适用场景。
四、编程题请使用Java语言编写一个多线程程序,实现以下功能:1. 创建两个线程T1和T2,分别打印出1~5和6~10的数字。
2. 要求线程T1和T2交替执行,即先打印数字1,然后打印数字6,接着打印数字2,再打印数字7,以此类推。
3. 在程序中使用合适的同步机制来实现线程的交替执行。
答案:一、选择题1. a) 线程的集合2. b) 代码的集合3. b) 进程间通信4. d) 线程之间共享内存空间5. a) 继承Thread类、实现Runnable接口二、填空题1. 管道通信、消息队列、共享内存、信号量、套接字通信等2. 内存空间3. 抢占式调度、协同式调度三、简答题1. 进程是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。
CPU进程与线程的关系和区别
CPU 进程与线程的关系和区别 篇一:进程和线程的区别 进程和线程的区别 线程是指进程内的一个执行单元,也是进程内的可调度实体. 与进程的区别: (1) 地址空间:进程内的一个执行单元 ;进程至少有一个线程;它们共享进程的地址空间 ;而 进程有自己独立的地址空间; (2)资源拥有:进程是资源分配和拥有的单位,同一个进程内的线程共享进程的资源 (3)线程是处理器调度的基本单位,但进程不是. 4)二者均可并发执行. 进程和线程都是由操作系统所体会的程序运行的基本单元, 系统利用该基本单元实现系统 对应用的并发性。
进程和线程的区别在于: 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. 线程的划分尺度小于进程,使得多线程程序的并发性高。
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。
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。
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。
这就是进程和线程的重要区别。
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. 和"stdio.h "区别 #include"stdio.h " 当要调用某个函数时 先在用户自已编写的文件中查找,如果找不到再到库文件里去找, 而#include 是直接到库文件里去找 所以如果是调用自己写的函数的话就用#include"stdio.h ",这种形式 而调用标准库函数的话就用#include 这种形式,可以提高速度 1 / 8篇二:进程线程区别与联系 定义: 一 程序只是一组指令的有序集合 二 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, 是系统进行资 源分配和调度的一个独立单位; 三 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),一个线程可以创建和撤销另一个线程; 一 进程与线程区别与联系 (1) 划分尺度:线程更小,所以多线程程序并发性更高; (2) 资源分配:进程是资源分配的基本单位,同一进程内多个线程共享其资源; (3) 地址空间:进程拥有独立的地址空间,同一进程内多个线程共享其资源; (4) 处理器调度:线程是处理器调度的基本单位; (5) 执行:每个线程都有一个程序运行的入口,顺序执行序列和程序的出口,但线程不能 单独执行,必须组成进程,一个进程至少有一个主线程。
一文读懂什么是进程、线程、协程(建议收藏)
⼀⽂读懂什么是进程、线程、协程(建议收藏)进程我们都知道计算机的核⼼是CPU,它承担了所有的计算任务;⽽操作系统是计算机的管理者,它负责任务的调度、资源的分配和管理,统领整个计算机硬件;应⽤程序则是具有某种功能的程序,程序是运⾏于操作系统之上的。
进程是⼀个具有⼀定独⽴功能的程序在⼀个数据集上的⼀次动态执⾏的过程,是操作系统进⾏资源分配和调度的⼀个独⽴单位,是应⽤程序运⾏的载体。
进程是⼀种抽象的概念,从来没有统⼀的标准定义。
进程⼀般由程序、数据集合和进程控制块三部分组成。
程序⽤于描述进程要完成的功能,是控制进程执⾏的指令集;数据集合是程序在执⾏时所需要的数据和⼯作区;程序控制块(Program Control Block,简称PCB),包含进程的描述信息和控制信息,是进程存在的唯⼀标志。
进程具有的特征:动态性:进程是程序的⼀次执⾏过程,是临时的,有⽣命期的,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:进程是系统进⾏资源分配和调度的⼀个独⽴单位;结构性:进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。
线程在早期的操作系统中并没有线程的概念,进程是能拥有资源和独⽴运⾏的最⼩单位,也是程序执⾏的最⼩单位。
任务调度采⽤的是时间⽚轮转的抢占式调度⽅式,⽽进程是任务调度的最⼩单位,每个进程有各⾃独⽴的⼀块内存,使得各个进程之间内存地址相互隔离。
后来,随着计算机的发展,对CPU的要求越来越⾼,进程之间的切换开销较⼤,已经⽆法满⾜越来越复杂的程序的要求了。
于是就发明了线程。
线程是程序执⾏中⼀个单⼀的顺序控制流程,是程序执⾏流的最⼩单元,是处理器调度和分派的基本单位。
⼀个进程可以有⼀个或多个线程,各个线程之间共享程序的内存空间(也就是所在进程的内存空间)。
⼀个标准的线程由线程ID、当前指令指针(PC)、寄存器和堆栈组成。
⽽进程由内存空间(代码、数据、进程空间、打开的⽂件)和⼀个或多个线程组成。
进程、线程和协程的概念
进程、线程和协程的概念进程进程是系统资源分配的最⼩单位, 系统由⼀个个进程(程序)组成⼀般情况下,包括⽂本区域(text region)、数据区域(dataregion)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。
因此进程的创建和销毁都是相对于系统资源,所以是⼀种⽐较昂贵的操作。
进程有三个状态:1. 等待态:等待某个事件的完成;2. 就绪态:等待系统分配处理器以便运⾏;3. 运⾏态:占有处理器正在运⾏。
进程是抢占式的争夺CPU运⾏⾃⾝,⽽CPU单核的情况下同⼀时间只能执⾏⼀个进程的代码,但是多进程的实现则是通过CPU飞快的切换不同进程,因此使得看上去就像是多个进程在同时进⾏.通信问题: 由于进程间是隔离的,各⾃拥有⾃⼰的内存内存资源, 因此相对于线程⽐较安全, 所以不同进程之间的数据只能通过IPC(Inter-Process Communication)进⾏通信共享.线程线程属于进程线程共享进程的内存地址空间线程⼏乎不占有系统资源通信问题: 进程相当于⼀个容器,⽽线程⽽是运⾏在容器⾥⾯的,因此对于容器内的东西,线程是共同享有的,因此线程间的通信可以直接通过全局变量进⾏通信,但是由此带来的例如多个线程读写同⼀个地址变量的时候则将带来不可预期的后果,因此这时候引⼊了各种锁的作⽤,例如互斥锁等。
同时多线程是不安全的,当⼀个线程崩溃了,会导致整个进程也崩溃了,即其他线程也挂了, 但多进程⽽不会,⼀个进程挂了,另⼀个进程依然照样运⾏。
进程是系统分配资源的最⼩单位线程是CPU调度的最⼩单位由于默认进程内只有⼀个线程,所以多核CPU处理多进程就像是⼀个进程⼀个核⼼线程和进程的上下⽂切换进程切换分3步:1. 切换页⽬录以使⽤新的地址空间2. 切换内核栈3. 切换硬件上下⽂⽽线程切换只需要第2、3步,因此进程的切换代价⽐较⼤协程协程是属于线程的。
进程和线程面试题
进程和线程⾯试题1、线程和进程线程:线程是进程的⼀个实体,是CPU调度和分派的基本单元。
进程:进程是具有⼀定独⽴功能的程序,它是系统进程资源分配和调度的⼀个独⽴单元。
区别:(1)⼀个线程只属于⼀个进程,⼀个进程包含⼀个或者多个线程。
(2)进程拥有独⽴的内存单元,⽽多个线程共享内存。
(3)进程的创建调⽤fork或者vfork,⽽线程的创建调⽤pthead_create,进程结束后它拥有的所有线程都将销毁,⽽线程的结束不会影响同个进程中的其他线程的结束。
(4)线程是轻量级的进程,它的创建和销毁所需要的时间⽐进程⼩很多,所有操作系统中的执⾏功能都是创建线程去完成的。
(5)线程中执⾏时⼀般都要进⾏同步和互斥,因为他们共享同⼀进程的资源。
2、死锁?死锁产⽣的原因?死锁的必要条件?怎么处理死锁?死锁:死锁是指两个或者两个以上的进程在执⾏过程中,由于竞争资源或者由于彼此通信⽽造成的⼀种阻塞的现象。
死锁原因:系统资源不⾜、相互竞争资源。
请求资源顺序不当死锁的必要条件:1.互斥条件:⼀个资源每次只能被⼀个进程使⽤。
2.请求和保持条件:⼀个进程因请求资源⽽阻塞时,对已获得的资源保持不放。
3.不可剥夺条件:进程已获得的资源,在未使⽤完之前,不能强⾏剥夺,只能在进程使⽤完时由⾃⼰释放。
4.循环等待条件:若⼲进程之间形成⼀种头尾相接的循环等待资源关系。
避免死锁的⽅法:因为互斥是不可改变的,所以只能破坏其他三个条件中的⼀个来解除死锁,⽅法:剥夺资源、杀死其中⼀个线程。
避免死锁最简单的⽅法就是阻⽌循环等待条件,将系统中所有的资源设置标志位、排序,规定所有的进程申请资源必须以⼀定的顺序做操作来避免死锁。
3、如何在Java中实现线程?(1)继承Thread类(2)实现Runnable接⼝(3)实现Callable接⼝通过FutureTask包装器来创建Thread线程(4)使⽤ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程4、⽤Runnable还是Thread?Java不⽀持类的多重继承,但允许你调⽤多个接⼝(当然是调⽤Runnable接⼝更好)5、Thread类中start()和run()⽅法有什么区别?(1)start()⽅法被⽤来启动新创建的线程,⽽start()内部调⽤了run()⽅法。
计算机操作系统作业(二)参考答案
一、选择题BDABD BCCBD ADBDD AABAD DCCAA CCDDD BCCDB C二、简答题1.线程可定义为进程内的一个执行单位,或者定义为进程内的一个可调度实体。
在具有多线程机制的操作系统中,处理机调度的基本单位不是进程而是线程。
一个进程可以有多个线程,而且至少有一个可执行线程。
进程和线程的关系是:(1)线程是进程的一个组成部分。
(2)进程的多个线程都在进程的地址空间活动。
(3)资源是分给进程的,而不是分给线程的,线程在执行中需要资源时,系统从进程的资源分配额中扣除并分配给它。
(4)处理机调度的基本单位是线程,线程之间竞争处理机,真正在处理机上运行的是线程。
(5)线程在执行过程中,需要同步。
2.唤醒进程和撤消进程都是要通过CPU上运行程序来实现的。
一个进程入睡了,它就不可能被调度到CPU上运行;一个进程在撤消前必须先进入终止状态,而处于终止状态的进程不可能被调度到CPU上运行。
因此,进程被唤醒、被撤消都不能由自己来完成,只能由别的进程实现。
3.一个进程创建子进程之后,进程与产生的进程之间的关系是父子关系,分别成为进程和子进程。
子进程一经产生就与你进程并发执行,子进程共享父进程和子进程。
子进程一经产生就与你进程并发执行,子进程共享父进程的正文段和已经打开的文件。
4.(1)以线程作为系统调度的基本单位,减少了系统的时空开销。
以进程为系统调度的基本单位的系统中,进程的切换是很频繁的。
在切换中由于要保留当时的运行环境,还要设置新选中的进程的运行环境,这既花费了处理机的时间,又增加了主存的空间,从而也限制了系统进程的数量和进程的切换速度。
(2)引进线程提高了系统的并行能力。
线程作为进程内的一个可执行实体,减少了并行粒度。
线程作为调度的基本单位而不是资源分配的基本单位,调度更为容易,而且采用线程提高系统的并行能力比采用进程更为有效。
(3)同一进程的线程共享进程的用户地址空间,所以同一进程的线程间的通信更容易实现。
多线程面试题及答案
多线程面试题及答案多线程是面试中常常涉及的一个重要话题。
面试官会通过提问关于多线程的问题来评估你对于并发编程的理解程度以及解决并发问题的能力。
下面是一些常见的多线程面试题及其答案。
1. 什么是线程?什么是多线程?答:线程是指操作系统能够进行运算调度的最小单位。
多线程是指在一个程序中运行多个线程,每个线程可以并发执行不同的任务。
2. 线程和进程有什么区别?答:线程是进程的子任务,一个进程可以包含多个线程。
进程拥有独立的内存空间,而线程共享同一进程的内存空间。
线程之间的切换比进程之间的切换更加高效。
3. 什么是线程安全?答:线程安全是指当多个线程同时访问一个共享资源时,保证该资源在并发情况下仍然能够正常工作,不会产生不一致或者异常的结果。
4. 如何创建线程?答:创建线程的方式有两种:继承Thread类和实现Runnable接口。
继承Thread类需要重写run()方法,实现Runnable接口需要实现run()方法。
可以通过调用start()方法来启动线程。
5. 什么是线程同步?答:线程同步是指多个线程之间按一定的顺序访问共享资源。
通过线程同步可以避免多个线程同时修改一个共享资源而引发的数据不一致的问题。
6. 什么是死锁?答:死锁是指两个或多个线程无限期地等待彼此持有的资源的情况。
当多个线程都在等待对方释放资源时,系统无法继续执行。
7. 如何避免死锁?答:避免死锁的方法有:避免使用多个锁;按照相同的顺序获取锁;设置超时时间;使用资源分级的方式。
8. 什么是线程池?答:线程池是一种线程复用的机制。
它包含一个线程队列,用于存放任务,并提供一种调度机制,控制并发的线程数。
9. 什么是线程安全的集合?答:线程安全的集合是在多线程环境下使用的数据结构,保证多个线程对集合的操作不会出现数据不一致的情况。
例如,线程安全的集合包括ConcurrentHashMap、ConcurrentLinkedQueue等。
10. 什么是死锁检测?答:死锁检测是一种机制,用于发现并解决死锁问题。
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。
进程和线程是什么关系与区别
进程和线程是什么关系与区别
进程
进程是程序的⼀次执⾏过程,是⼀个动态概念,是程序在执⾏过程中分配和管理资源的基本单位,每⼀个进程都有⼀个⾃⼰的地址空间,⾄少有5 种基本状态,它们是:初始态,执⾏态,等待状态,就绪状态,终⽌状态。
线程
线程是CPU调度和分派的基本单位,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。
【进程是资源分配的最⼩单位,线程是CPU调度的最⼩单位】
进程和线程的关系
线程是进程的⼀部分
⼀个线程只能属于⼀个进程,⽽⼀个进程可以有多个线程,但⾄少有⼀个线程
进程和线程的区别
理解它们的差别,我从资源使⽤的⾓度出发。
(所谓的资源就是计算机⾥的中央处理器,内存,⽂件,⽹络等等)
根本区别:进程是操作系统资源分配的基本单位,⽽线程是任务调度和执⾏的基本单位
开销⽅⾯:每个进程都有独⽴的代码和数据空间(程序上下⽂),进程之间切换开销⼤;线程可以看做轻量级的进程,同⼀类线程共享代码和数据空间,每个线程都有⾃⼰独⽴的运⾏栈和程序计数器(PC),线程之间切换的开销⼩
所处环境:在操作系统中能同时运⾏多个进程(程序);⽽在同⼀个进程(程序)中有多个线程同时执⾏(通过CPU调度,在每个时间⽚中只有⼀个线程执⾏)
内存分配:系统为每个进程分配不同的内存空间;⽽对线程⽽⾔,除了CPU外,系统不会为线程分配内存(线程所使⽤的资源来⾃其所属进程的资源),线程组之间只能共享资源
包含关系:线程是进程的⼀部分,所以线程也被称为轻权进程或者轻量级进程。
Linux学习知识点--进程和线程有什么区别进程和线程的区别
Linux学习知识点--进程和线程有什么区别进程和线程的区别学习Linu某来说并不是一件简单的事情,之前作为一个非常的网管大神,遇到Linu某的时候还是表示胡一脸的蒙蔽,真正系统学习了之后才知道这个非常乏味却又充满未知的领域是多么的吸引我的注意。
线程是进程的一个执行流,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。
一个进程由几个线程组成(拥有很多相对独立的执行流的用户程序共享应用程序的大部分数据结构),线程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。
"进程——资源分配的最小单位,线程——程序执行的最小单位"进程从内核的观点看,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。
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。
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。
总的来说就是:进程有独立的地址空间,线程没有单独的地址空间(同一进程内的线程共享进程的地址空间)。
(下面的内容摘自Linu某下的多线程编程)使用多线程的理由之一是和进程相比,它是一种非常"节俭"的多任务操作方式。
我们知道,在Linu某系统下,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。
进程和线程的区别和联系
进程和线程的区别和联系
联系:1、线程是进程的最⼩执⾏和分配单元,不能独⽴运动,必须依赖于进程,这也就可以说众多的线程组成了进程
2、同⼀个进程中的线程是共享内存资源的,⽐如全局变量,每⼀个线程都可以改变其共同进程中的全局变量的数据
区别:1、进程是程序在系统上进⾏顺序执⾏的动态活动。
程序加载到内存,系统为其分配内存空间⽽执⾏,⽽这种执⾏的程序称之为进程(程序是指令的集合,是程序运⾏的静态描述⽂本)
2、进程是操作系统进⾏分配(⽐如内存)的最基本单位,线程是cpu能够进⾏调度和分派的最基本单位
3、进程下管理的最底层单位是线程,在等级上,进程明显⼤于线程
4、⼀个程序可以有多个进程,⼀个进程可以有多个线程(⼀个进程⾥⾄少有⼀个线程),进程是拥有其独⽴的内存单元地址空间,⽽线程共享进程中的资源,所以极⼤的提⾼了程序的运⾏效率
5、线程基本不拥有系统资源,它与其他线程共享同⼀进程所拥有的共同资源。
由于线程⽐进程⼩,且基本不拥有系统资源,因此对其调度的开销会很⼩,从⽽极⼤的提⾼了对系统资源的利⽤率
6、当服务器需要响应多个⽤户请求时,如果创建多个进程,由于进程与进程之间是相互独⽴的,会过多的占⽤内存空间,降低服务器的响应速度,但线程是共享同⼀进程中的资源的,使⽤线程会提⾼系统的并发型。
指令,程序,进程,线程的概念及其之间的关系
指令,程序,进程,线程的概念及其之间的关系指令、程序、进程和线程是计算机领域常用的概念,它们之间具有明确的关系。
首先,指令是计算机中的最基本操作单位,用于执行特定的功能或操作。
计算机按照指令的顺序执行程序的每个步骤,从而完成特定的任务。
指令可以是计算、数据移动、数据存储、控制等。
通常,每条指令由操作码和操作数组成,操作码表示要执行的操作,操作数表示操作的对象。
程序是一组按照特定顺序排列的指令集合,用于实现某个特定的功能或完成一项任务。
程序通常由程序员编写,在计算机上运行。
程序可以包含多个功能模块,每个功能模块负责特定的操作或任务。
程序还可以包含各种语句、变量、函数等,用于实现复杂的逻辑和算法。
进程是计算机中正在运行的程序的实例。
在操作系统中,进程是资源分配的最小单位,它拥有自己的地址空间、代码区、数据区和文件描述符等。
每个进程都是相互独立的,拥有自己的执行环境,可以独立运行和终止。
在多任务系统中,操作系统会调度多个进程,分配给每个进程一定的CPU时间片,使得多个进程可以并发执行。
线程是进程中的一个独立执行单元,也是CPU调度的最小单位。
一个进程可以包含多个线程,这些线程共享进程的地址空间和资源。
线程间可以通过共享内存或消息等方式进行通信。
由于线程较进程更轻量级,线程的切换和调度开销较小,能更高效地并发执行。
指令、程序、进程和线程的关系如下:-一个程序由一组指令构成,指令定义了程序的操作和功能。
-一个进程是一个正在运行的程序的实例,进程拥有自己的地址空间和资源。
-一个进程可以包含多个线程,这些线程共享进程的地址空间和资源。
-一个线程是进程中的一个独立执行单元,多个线程可以并发执行。
指令、程序、进程和线程的关系可以用以下的图示来表示:程序--(编译、链接)-->进程--(调度、执行)-->线程--(执行)-->指令。
在实际应用中,指令、程序、进程和线程的概念相互依存,发挥着不同的作用:-指令定义了程序的操作和功能,是程序执行的最基本指令。
操作系统第2章(进程和线程的管理习题及解答)
第2章进程和线程的管理习题及解答例题解析例2.2.1 试说明进程和程序之间的区别和联系。
解进程和程序是既有区别又有联系的两个概念。
(1)进程是动态的,程序是静态的。
程序是一组有序的指令集合,是一个静态的概念;进程则是程序及其数据在计算机上的一次执行,是一个动态的集合。
离开了程序,进程就失去了存在的意义,但同一程序在计算机上的每次运行将构成不同的进程。
程序可看作是电影的胶片,进程可以看作电影院放电影的过程。
(2)一个进程可以执行多个程序,如同一个电影院的一场电影可放映多部影片。
(3)一个程序可被多个进程执行,如同多个影院同时利用一个电影的胶片放映同一部电影。
(4)程序可以长期保存,进程只能存在于一段时间。
程序是永久存在的,而进程有从被创建到消亡的生命周期。
例2.2.2 举例说明多道程序系统失去了封闭性和再现性。
解例如,有两个循环程序A和B,共享一个变量N。
程序A每执行一次时,都要做N:=N+1操作;程序B则每执行一次时,都要执行print(N)操作,然后再将N的值置成“0”。
程序A和B在多道程序系统中同时运行。
假定某时刻变量N的值为n,可能出现下述三种情况:(1)N:=N+1 在print(N)和N:=0之前,此时得到N值变化过程为n+1、n+1、0;(2)N:=N+1 在print(N)和N:=0之后,此时得到N值变化过程为n 、 0 、1;(3)N:=N+1 在print(N)之后和N:=0之前,此时得到N值变化过程为n、n+1、0。
所以,在A、B程序多次执行过程中,虽然其每次执行时的环境和初始条件都相同,但每次得到的结果却不一定相同。
例 2.2.3 为什么将进程划分成执行、就绪和阻塞三个基本状态?解根据多道程序执行的特点,进程的运行是走走停停的。
因此进程的初级状态应该是执行和等待状态。
处于执行状态的进程占用处理机执行程序,处于等待状态的进程正在等待处理机或者等待其它某种事件的发生。
但是,当处理机空闲时,并不是所有处于等待状态的进程都能放到处理机上执行,有的进程即使分配给它处理机,它也不能执行,因为它的执行的条件没有得到满足。
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。
程序、进程、作业、线程的关系
程序、进程、作业、线程的关系
⼀、程序:是⼀个包含了所有指令和数据的静态实体。
本⾝除占⽤磁盘的存储空间外,并不占⽤系统如CPU、内存等运⾏资源。
⼆、是⼀个程序在其⾃⾝虚拟地址空间的依次执⾏活动,是⼀个动态的执⾏过程,在执⾏过程中需要占⽤CPU、内存等运⾏资源。
程序和进程的区别:程序是静⽌的,进程是动态的,⼀个程序可以启动多个进程来共同完成。
三、作业:是⽤户提交给系统的⼀个正在执⾏的任务,这个任务有可能只需⼀个进程来完成,也有可能需要多个进程完成。
如:⽤户提交⼀个任务给系统以后,当该任务被调度室,系统会为此任务创建进程,改任务有时候可能只需创建⼀个进程即可完成、当有时候⼀个进程⽆法完成时,系统会为这个进程创建⼦进程,即⼀个任务需要多个进程才能完成。
进程·和作业的关系:有可能有⼀个进程完成作业,也有可能需要⼏个进程共同完成⼀个作业。
如:指令: ls -l
只是⼀个作业,只需启动⼀个进程即可。
指令:cat f1|grep "file"|wc -l
这个是⼀个作业,当却同时启动3个进程
四、线程:执⾏进程时,可能需要进程在同时刻能够作不⽌⼀件事,那么这些事就可以由线程去处理,即平常所说的多线程处理。
进程和线程——精选推荐
进程和线程1.进程和线程程序是什么?QQ.exe,PowerPoint.exe进程:是⼀个正在执⾏中的程序(程序启动,进⼊内存,即资源分配的基本单位)。
每⼀个进程执⾏都有⼀个执⾏顺序。
该顺序是⼀个执⾏路径,或者叫⼀个控制单元。
线程:就是进程中的⼀个独⽴的控制单元,是⽐进程更⼩的执⾏单位。
线程只是⼀种为单⼀处理器分配执⾏时间的⼿段(程序执⾏的基本单位,⽐如程序中有main线程,执⾏a=2+3,还有其他分叉的线程)程序是如何运⾏的?CPU读指令 PC(program counter存储指令地址),读数据Register,计算ALU,回写 --> 下⼀条指令线程如何进⾏调度?linux线程调度器(OS)操作系统 在APP中启动的线程是需要经过操作系统帮你在CPU上调度的,操作系统管理哪个线程扔到哪个CPU⾥⾯去,⽐如说,操作系统说下个线程该你了,操作系统就负责扔指令到PC⾥⾯去,扔数据到register⾥⾯去 在Java中,new Thread.start()这样就起了JVM线程线程切换的概念是什么?ContextSwitch CPU保存现场,执⾏新线程,恢复现场,继续执⾏原线程这样的⼀个过程 当我们执⾏T1的时候,T1的内容会装到CPU中,当我们执⾏T2的时候,T1的内容会从CPU中⼀到cache中 因此线程数量不是越多越好,如果线程特别多的时候,会把时间浪费在切换上⾯线程在控制着进程的执⾏。
⼀个进程中⾄少有⼀个线程。
线程的四个状态:运⾏,就绪,挂起,结束。
线程的作⽤:就是⽤来执⾏代码的。
2.什么是多线程? 多线程是指⼀个进程在执⾏过程中可以产⽣多个线程,这些线程可以同时存在,同时运⾏,⼀个进程可能包含了多个同时执⾏的线程。
如,迅雷下载,可以下载多个任务,就是多线程。
3.创建多线程的第⼀种⽅式:继承Thread类。
(1)定义类继承Thread类 (2)覆写Thread 类中的run()⽅法 ⽬的:将⾃定义代码存储在run⽅法,让线程运⾏。
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进程与线程的空间问题
这两天有同学问到进程线程的地址空间的问题,提到在linux下每个进程单独占有4G的虚拟地址空间,而这个进程下的所有线程共享着它的地址空间。
这只是一个概念上的理解,具体是怎么回事呢?
在说这个问题之前我们先说一下早期的内存管理机制。
在早期的计算机中,程序都是直接运行在内存上的,也就是说程序中访问的内存地址都是实际的物理内存地址。
当计算机同时运行多个程序时,必须保证这些程序用到的内存总量要小于计算机实际物理内存的大小。
那当程序同时运行多个程序时,操作系统顺次向下分配物理内存地址例如一台计算机的内存大小是128M,现在同时运行程序A和B,A需占用内存30M,B需占用内存60M。
计算机在给程序分配内存时先将内存中的前30M分配给程序A,接着再从内存中剩余的98M中划分出60M分配给程序B。
这种分配方法可以保证程序A和程序B都能运行,但是这种简单的内存分配策略问题很多。
首先进程地址空间不隔离。
由于程序都是直接访问物理内存,恶意程序可以很容统修改别的进程的内存数据,以达到破坏的目的。
即使是非恶意的,但是有bug的程序也可能不小心修改了其它程序的内存数据,就会导致其它程序的运行出现异常。
其中一个任务失败了,可能也会影响其它的任务。
其次是程序运行的地址不确定。
当内存中的剩余空间可以满足程序C的要求后,操作系统会在剩余空间中随机分配一段连续的20M大小的空间给程序C使用,因为是随机分配的,所以程序运行的地址是不确定的。
内存使用效率低。
在A和B都运行的情况下,如果用户又运行了程序C,而程序C需要20M大小的内存才能运行,而此时系统只剩下8M的空间可供使用,所以此时系统必须在已运行的程序中选择一个将该程序的数据暂时拷贝到硬盘上,释放出部分空间来供程序C使用,然后再将程序C的数据全部装入内存中运行。
可以想象得到,在这个过程中,有大量的数据在装入装出,导致效率十分低下。
为了解决上述问题,人们设计了间接的地址访问方法访问物理内存。
按照这种方法,程序中访问的内存地址不再是实际的物理内存地址,而是一个虚拟地址,然后由操作系统将这个虚拟地址映射到适当的物理内存地址上。
这样,只要操作系统处理好虚拟地址到物理内存地址的映射,就可以保证不同的程序最终访问的内存地址位于不同的区域,彼此没有重叠,就可以达到内存地址空间隔离的效果。
当创建一个进程时,操作系统会为该进程分配一个4GB大小的虚拟进程地址空间。
之所以是4GB,是因为在32位的操作系统中,一个指针长度是4字节(64位系统是8字节,由cpu的寻址位数决定),而4字节指针的寻址能力是从0x00000000~0xFFFFFFFF,最大值0xFFFFFFFF表示的即为4GB大小的容量。
与虚拟地址空间相对的,还有一个物理地址空间,这个地址空间对应的是真实的物理内存。
如果你的计算机上安装了1G大小的内存,那么这个物理地址空间表示的范围是0x00000000~0x3FFFFFFF。
当操作系统做虚拟地址到物理地址映射时,只能映射到这一范围。
当进程创建时,每个进程都会有一个自己的4GB虚拟地址空间。
要注意的是这个4GB的地址空间是“虚
拟”的,并不是真实存在的,而且每个进程只能访问自己虚拟地址空间中的数据,无法访问别的进程中的数据,通过这种方法实现了进程间的地址隔离。
实际上也是增加了地址空间,在这4G中还分为用户空间和系统空间,用户态时候进程只能访问用户空间(内核态时候既可以访问用户空间也可以访问系统空间)。
这只是解决了地址问题,实际进程的运行还是要在真实的内存上,所以,必须在虚拟地址与物理地址间建立一种映射关系。
这样,通过映射机制,当程序访问虚拟地址空间上的某个地址值时,就相当于访问了物理地址空间中的另一个值。
人们采用分段(Sagmentation)的方法,它的思想是在虚拟地址空间和物理地址空间之间做一一映射。
比如说虚拟地址空间中某个10M大小的空间映射到物理地址空间中某个10M大小的空间。
这种思想理解起来并不难,操作系统保证不同进程的地址空间被映射到物理地址空间中不同的区域上,这样每个进程最终访问到的物理地址空间都是彼此分开的。
通过这种方式,就实现了进程间的地址隔离。
在做开发时,开发人员只需访问这段虚拟区间上的地址即可。
应用程序并不关心进程的这段地址究竟被映射到物理内存的那块区域上了,所以程序的运行地址也就是相当于说是确定的了。
但是这种分段的映射方法并没有解决内存的使用效率问题。
在分段的映射方法中,每次换入换出内存的都是整个程序,这样会造成大量的磁盘访问操作,导致效率低下。
基于这种情况,人们想到了内存分割和映射方法,这种方法就是分页(Paging)。
分页的基本方法是,将地址空间分成许多的页。
每页的大小由CPU决定,然后由操作系统选择页的大小。
目前Inter系列的CPU支持4KB或4MB的页大小,而PC上目前都选择使用4KB。
按这种选择,4GB虚拟地址空间共可以分成1048576个页,512M的物理内存可以分为131072个页。
显然虚拟空间的页数要比物理空间的页数多得多。
在分段的方法中,每次程序运行时总是把程序全部装入内存,而分页的方法则有所不同。
分页的思想是程序运行时用到哪页就为哪页分配内存,没用到的页暂时保留在硬盘上。
当用到这些页时再在物理地址空间中为这些页分配内存,然后建立虚拟地址空间中的页和刚分配的物理内存页间的映射。
用这样的方法程序可以使用一系列虚拟地址来访问大于可用物理内存的内存缓冲区。
当物理内存的供应量变小时,内存管理器会将物理内存页(通常大小为 4 KB)保存到磁盘文件。
数据或代码页会根据需要在物理内存与磁盘之间移动。
这具体和系统对内存的管理和对进程的调度有关。