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進程與線程的區別進程的通信方式線程的通信方式2011-03-15 01：04

進程與線程的區別：

通俗的解釋

一個系統運行著很多進程，可以比喻為一條馬路上有很多馬車

不同的進程可以理解為不同的馬車

而同一輛馬車可以有很多匹馬來拉--這些馬就是線程

假設道路的寬度恰好可以通過一輛馬車

道路可以認為是臨界資源

那么馬車成為分配資源的最小單位(進程)

而同一個馬車被很多匹馬驅動(線程)--即最小的運行單位

每輛馬車馬匹數=1

所以馬匹數=1的時候進程和線程沒有嚴格界限，只存在一個概念上的區分度

馬匹數1的時候才可以嚴格區分進程和線程

專業的解釋：

簡而言之,一個程序至少有一個進程,一個進程至少有一個線程.

線程的劃分尺度小于進程，使得多線程程序的并發性高。另外，進程在執行過程中擁有獨立的內存單元，而多個線程共享內存，從而極大地提高了程序的運行效率。

線程在執行過程中與進程還是有區別的。每個獨立的線程有一個程序運行的入口、順序執行序列和程序的出口。但是線程不能夠獨立執行，必須依存在應用程序中，由應用程序提供多個線程執行控制。

從邏輯角度來看，多線程的意義在于一個應用程序中，有多個執行部分可以同時執行。但操作系統并沒有將多個線程看做多個獨立的應用，來實現進程的調度和管理以及資源分配。這就是進程和線程的重要區別。

進程是具有一定獨立功能的程序關于某個數據集合上的一次運行活動,進程是系統進行資源分配和調度的一個獨立單位.

線程是進程的一個實體,是CPU調度和分派的基本單位,它是比進程更小的能獨立運行的基本單位.線程自己基本上不擁有系統資源,只擁有一點在運行中必不可少的資源(如程序計數器,一組寄存器和棧),但是它可與同屬一個進程的其他的線程共享進程所擁有的全部資源.

一個線程可以創建和撤銷另一個線程；同一個進程中的多個線程之間可以并發執行

進程和線程的主要差別在于它們是不同的操作系統資源管理方式。進程有獨立的地址空間，一個進程崩潰后，在保護模式下不會對其它進程產生影響，而線程只是一個進程中的不同執行路徑。線程有自己的堆棧和局部變量，但線程之間沒有單獨的地址空間，一個線程死掉就等于整個進程死掉，所以多進程的程序要比多線程的程序健壯，但在進程切換時，耗費資源較大，效率要差一些。但對于一些要求同時進行并且又要共享某些變量的并發操作，只能用線程，不能用進程。如果有興趣深入的話，我建議你們看看《現代操作系統》或者《操作系統的設計與實現》。對就個問題說得比較清楚。

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進程概念

進程是表示資源分配的基本單位，又是調度運行的基本單位。例如，用戶運行自己的程序，系統就創建一個進程，并為它分配資源，包括各種表格、內存空間、磁盤空間、I/O設備等。然后，把該進程放人進程的就緒隊列。進程調度程序選中它，為它分配CPU以及其它有關資源，該進程才真正運行。所以，進程是系統中的并發執行的單位。

在Mac、Windows NT等采用微內核結構的操作系統中，進程的功能發生了變化：它只是資源分配的單位，而不再是調度運行的單位。在微內核系統中，真正調度運行的基本單位是線程。因此，實現并發功能的單位是線程。

線程概念

線程是進程中執行運算的最小單位，亦即執行處理機調度的基本單位。如果把進程理解為在邏輯上操作系統所完成的任務，那么線程表示完成該任務的許多可能的子任務之一。例如，假設用戶啟動了一個窗口中的數據庫應用程序，操作系統就將對數據庫的調用表示為一個進程。假設用戶要從數據庫中產生一份工資單報表，并傳到一個文件中，這是一個子任務；在產生工資單報表的過程中，用戶又可以輸人數據庫查詢請求，這又是一個子任務。這樣，操作系統則把每一個請求――工資單報表和新輸人的數據查詢表示為數據庫進程中的獨立的線程。線程可以在處理器上獨立調度執行，這樣，在多處理器環境下就允許幾個線程各自在單獨處理器上進行。操作系統提供線程就是為了方便而有效地實現這種并發性

引入線程的好處

(1)易于調度。

(2)提高并發性。通過線程可方便有效地實現并發性。進程可創建多個線程來執行同一程序的不同部分。

(3)開銷少。創建線程比創建進程要快，所需開銷很少。

(4)利于充分發揮多處理器的功能。通過創建多線程進程(即一個進程可具有兩個或更多個線程)，每個線程在一個處理器上運行，從而實現應用程序的并發性，使每個處理器都得到充分運行。

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進程和線程的關系：

(1)一個線程只能屬于一個進程，而一個進程可以有多個線程，但至少有一個線程。

(2)資源分配給進程，同一進程的所有線程共享該進程的所有資源。

(3)處理機分給線程，即真正在處理機上運行的是線程。

(4)線程在執行過程中，需要協作同步。不同進程的線程間要利用消息通信的辦法實現同步。

線程是指進程內的一個執行單元,也是進程內的可調度實體.

與進程的區別：

(1)調度：線程作為調度和分配的基本單位，進程作為擁有資源的基本單位

(2)并發性：不僅進程之間可以并發執行，同一個進程的多個線程之間也可并發執行

(3)擁有資源：進程是擁有資源的一個獨立單位，線程不擁有系統資源，但可以訪問隸屬于進程的資源.

(4)系統開銷：在創建或撤消進程時，由于系統都要為之分配和回收資源，導致系統的開銷明顯大于創建或撤消線程時的開銷。+++

進程間的通信方式：

1.管道(pipe)及有名管道(named pipe)：

管道可用于具有親緣關系的父子進程間的通信，有名管道除了具有管道所具有的功能外，它還允許無親緣關系進程間的通信。

2.信號(signal)：

信號是在軟件層次上對中斷機制的一種模擬，它是比較復雜的通信方式，用于通知進程有某事件發生，一個進程收到一個信號與處理器收到一個中斷請求效果上可以說是一致的。

3.消息隊列(message queue)：

消息隊列是消息的鏈接表，它克服了上兩種通信方式中信號量有限的缺點，具有寫權限得進程可以按照一定得規則向消息隊列中添加新信息；對消息隊列有讀權限得進程則可以從消息隊列中讀取信息。

4.共享內存(shared memory)：

可以說這是最有用的進程間通信方式。它使得多個進程可以訪問同一塊內存空間，不同進程可以及時看到對方進程中對共享內存中數據得更新。這種方式需要依靠某種同步操作，如互斥鎖和信號量等。

5.信號量(semaphore)：

主要作為進程之間及同一種進程的不同線程之間得同步和互斥手段。

6.套接字(socket)；

這是一種更為一般得進程間通信機制，它可用于網絡中不同機器之間的進程間通信，應用非常廣泛。

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線程之間的同步通信：

1.信號量二進制信號量互斥信號量整數型信號量記錄型信號量

2.消息消息隊列消息郵箱

3.事件event

互斥型信號量：必須是同一個任務申請，同一個任務釋放，其他任務釋放無效。同一個任務可以遞歸申請。(互斥信號量是二進制信號量的一個子集)

二進制信號量：一個任務申請成功后，可以由另一個任務釋放。(與互斥信號量的區別)

整數型信號量：取值不局限于0和1,可以一個任務申請，另一個任務釋放。(包含二進制信號量，二進制信號量是整數型信號量的子集)

二進制信號量實現任務互斥：

打印機資源只有一個，a bc三個任務共享，當a取得使用權后，為了防止其他任務錯誤地釋放了信號量(二進制信號量允許其他任務釋放)，必須將打印機房的門關起來(進入臨界段)，用完后，釋放信號量，再把門打開(出臨界段)，其他任務再進去打印。(而互斥型信號量由于必須由取得信號量的那個任務釋放，故不會出現其他任務錯誤地釋放了信號量的情況出現，故不需要有臨界段。互斥型信號量是二進制信號量的子集。)

二進制信號量實現任務同步：

a任務一直等待信號量，b任務定時釋放信號量，完成同步功能

記錄型信號量(record semaphore)：

每個信號量s除一個整數值value(計數)外，還有一個等待隊列List，其中是阻塞在該信號量的各個線程的標識。當信號量被釋放一個，值被加一后，系統自動從等待隊列中喚醒一個等待中的線程，讓其獲得信號量，同時信號量再減一。

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同步和互斥的區別：

當有多個線程的時候，經常需要去同步這些線程以訪問同一個數據或資源。例如，假設有一個程序，其中一個線程用于把文件讀到內存，而另一個線程用于統計文件中的字符數。當然，在把整個文件調入內存之前，統計它的計數是沒有意義的。但是，由于每個操作都有自己的線程，操作系統會把兩個線程當作是互不相干的任務分別執行，這樣就可能在沒有把整個文件裝入內存時統計字數。為解決此問題，你必須使兩個線程同步工作。

所謂互斥，是指散布在不同進程之間的若干程序片斷，當某個進程運行其中一個程序片段時，其它進程就不能運行它們之中的任一程序片段，只能等到該進程運行完這個程序片段后才可以運行。如果用對資源的訪問來定義的話，互斥某一資源同時只允許一個訪問者對其進行訪問，具有唯一性和排它性。但互斥無法限制訪問者對資源的訪問順序，即訪問是無序的

所謂同步，是指散步在不同進程之間的若干程序片斷，它們的運行必須嚴格按照規定的某種先后次序來運行，這種先后次序依賴于要完成的特定的任務。如果用對資源的訪問來定義的話，同步是指在互斥的基礎上(大多數情況)，通過其它機制實現訪問者對資源的有序訪問。在大多數情況下，同步已經實現了互斥，特別是所有寫入資源的情況必定是互斥的。少數情況是指可以允許多個訪問者同時訪問資源