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進程、線程和協程

形式 計數器 單個 父進程 概念 沒有 過程 另一個 全部

名次解釋 

  1、進程

  進程(Process)是計算機中的程序關於某數據集合上的一次運行活動,是系統進行資源分配和調度的基本單位,是操作系統結構的基礎。在早期面向進程設計的計算機結構中,進程是程序的基本執行實體;在當代面向線程設計的計算機結構中,進程是線程的容器。程序是指令、數據及其組織形式的描述,進程是程序的實體。

  進程是一個具有獨立功能的程序關於某個數據集合的一次運行活動。它可以申請和擁有系統資源,是一個動態的概念,是一個活動的實體。它不只是程序的代碼,還包括當前的活動,通過程序計數器的值和處理寄存器的內容來表示。

  進程的概念主要有兩點:第一,進程是一個實體。每一個進程都有它自己的地址空間,一般情況下,包括文本區域(text region)、數據區域(data region)和堆棧(stack region)。文本區域存儲處理器執行的代碼;數據區域存儲變量和進程執行期間使用的動態分配的內存;堆棧區域存儲著活動過程調用的指令和本地變量。第二,進程是一個“執行中的程序”。程序是一個沒有生命的實體,只有處理器賦予程序生命時(操作系統執行之),它才能成為一個活動的實體,我們稱其為進程。

  2、線程

  線程,有時被稱為輕量級進程(Lightweight Process,LWP),是程序執行流的最小單元。一個標準的線程由線程ID,當前指令指針(PC),寄存器集合和堆棧組 成。另外,線程是進程中的一個實體,是被系統獨立調度和分派的基本單位,線程自己不擁有系統資源,只擁有一點兒在運行中必不可少的資源,但它可與同屬一個 進程的其它線程共享進程所擁有的全部資源。一個線程可以創建和撤消另一個線程,同一進程中的多個線程之間可以並發執行。由於線程之間的相互制約,致使線程 在運行中呈現出間斷性。線程也有就緒、阻塞和運行三種基本狀態。就緒狀態是指線程具備運行的所有條件,邏輯上可以運行,在等待處理機;運行狀態是指線程占有處理機正在運行;阻塞狀態是指線程在等待一個事件(如某個信號量),邏輯上不可執行。每一個程序都至少有一個線程,若程序只有一個線程,那就是程序本身。 線程是程序中一個單一的順序控制流程。進程內一個相對獨立的、可調度的執行單元,是系統獨立調度和分派CPU的基本單位指運行中的程序的調度單位。在單個程序中同時運行多個線程完成不同的工作,稱為多線程。   線程是程序中一個單一的順序控制流程。進程內一個相對獨立的、可調度的執行單元,是系統獨立調度和分派CPU的基本單位指運行中的程序的調度單位。在單個程序中同時運行多個線程完成不同的工作,稱為多線程。

  3、協程

  一個程序可以包含多個協程,可以對比與一個進程包含多個線程,因而下面我們來比較協程和線程。我們知道多個線程相對獨立,有自己的上下文,切換受系統控制;而協程也相對獨立,有自己的上下文,但是其切換由自己控制,由當前協程切換到其他協程由當前協程來控制。

區別與聯系

一句話總結

進程:資源分配的最小單元。早期面向進程的程序設計中進程是基本執行體;面向線程的程序設計中,進程是線程的容器,線程幹活,每個進程至少有一個線程。

線程:CPU調度執行的最小單元。真正幹活的。為了提高CPU的利用率和執行多任務。

協程:可協同執行的線程。也是幹活的。非系統調度,協程之間調度。

資源方面

多進程:子進程和父進程有不同的代碼塊與資源

多線程:多個線程公用父進程的資源,線程自己不擁有資源

多協程:可以共享上下文

開銷和切換成本

進程上下文切換成本很高,需要寄存很多東西

線程切換成本較低,占用資源較少

協程是非常輕量級的用戶態線程,程序自己調度,切換基本沒有成本

調度方面

進程是系統調度

線程是系統調度

協程是程序自身實現調度

進程、線程和協程