程序、執行緒和多執行緒基本概念

一、概念

1、程序（process）

狹義定義：程序就是一段程式的執行過程。

廣義定義：程序是一個具有一定獨立功能的程式關於某個資料集合的一次執行活動。它是作業系統動態執行的基本單元，在傳統的作業系統中，程序既是基本的分配單元，也是基本的執行單元。

簡單的來講程序的概念主要有兩點：第一，程序是一個實體。每一個程序都有它自己的地址空間，一般情況下，包括文字區域（text region）、資料區域（data region）和堆疊（stack region）。文字區域儲存處理器執行的程式碼；資料區域儲存變數和程序執行期間使用的動態分配的記憶體；堆疊區域儲存著活動過程呼叫的指令和本地變數。第二

程序狀態：程序有三個狀態，就緒、執行和阻塞。就緒狀態其實就是獲取了出cpu外的所有資源，只要處理器分配資源就可以馬上執行。就緒狀態有排隊序列什麼的，排隊原則不再贅述。執行態就是獲得了處理器分配的資源，程式開始執行。阻塞態，當程式條件不夠時候，需要等待條件滿足時候才能執行，如等待i/o操作時候，此刻的狀態就叫阻塞態。

2、程式

說起程序，就不得不說下程式。先看定義：程式是指令和資料的有序集合，其本身沒有任何執行的含義，是一個靜態的概念。而程序則是在處理機上的一次執行過程，它是一個動態的概念。這個不難理解，其實程序是包含程式的，程序的執行離不開程式，程序中的文字區域就是程式碼區，也就是程式。

3、執行緒

通常在一個程序中可以包含若干個執行緒，當然一個程序中至少有一個執行緒，不然沒有存在的意義。執行緒可以利用程序所擁有的資源，在引入執行緒的作業系統中，通常都是把程序作為分配資源的基本單位，而把執行緒作為獨立執行和獨立排程的基本單位，由於執行緒比程序更小，基本上不擁有系統資源，故對它的排程所付出的開銷就會小得多，能更高效的提高系統多個程式間併發執行的程度。

4、多執行緒

在一個程式中，這些獨立執行的程式片段叫作“執行緒”（Thread），利用它程式設計的概念就叫作“多執行緒處理”。多執行緒是為了同步完成多項任務，不是為了提高執行效率，而是為了提高資源使用效率來提高系統的效率。執行緒是在同一時間需要完成多項任務的時候實現的。

最簡單的比喻多執行緒就像火車的每一節車廂，而程序則是火車。車廂離開火車是無法跑動的，同理火車也不可能只有一節車廂。多執行緒的出現就是為了提高效率。

二、區別

1、程序與執行緒的區別：

程序和執行緒的主要差別在於它們是不同的作業系統資源管理方式。程序有獨立的地址空間，一個程序崩潰後，在保護模式下不會對其它程序產生影響，而執行緒只是一個程序中的不同執行路徑。執行緒有自己的堆疊和區域性變數，但執行緒之間沒有單獨的地址空間，一個執行緒死掉就等於整個程序死掉，所以多程序的程式要比多執行緒的程式健壯，但在程序切換時，耗費資源較大，效率要差一些。但對於一些要求同時進行並且又要共享某些變數的併發操作，只能用執行緒，不能用程序。

1) 簡而言之,一個程式至少有一個程序,一個程序至少有一個執行緒.

2) 執行緒的劃分尺度小於程序，使得多執行緒程式的併發性高。

3) 另外，程序在執行過程中擁有獨立的記憶體單元，而多個執行緒共享記憶體，從而極大地提高了程式的執行效率。

4) 執行緒在執行過程中與程序還是有區別的。每個獨立的執行緒有一個程式執行的入口、順序執行序列和程式的出口。但是執行緒不能夠獨立執行，必須依存在應用程式中，由應用程式提供多個執行緒執行控制。

5) 從邏輯角度來看，多執行緒的意義在於一個應用程式中，有多個執行部分可以同時執行。但作業系統並沒有將多個執行緒看做多個獨立的應用，來實現程序的排程和管理以及資源分配。這就是程序和執行緒的重要區別。

三、優缺點

執行緒和程序在使用上各有優缺點：執行緒執行開銷小，但不利於資源的管理和保護；而程序正相反。同時，執行緒適合於在SMP(多核處理機)機器上執行，而程序則可以跨機器遷移。