2018-03-29 理解多线程和多进程

我之前一直把线程和进程搞混,今天准备好好整理一下。

官方解释——什么是进程,什么是线程?

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

线程,有时被称为轻量级进程(Lightweight Process,LWP),是程序执行流的最小单元。一个标准的线程由线程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位,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它线程共享进程所拥有的全部资源。一个线程可以创建和撤消另一个线程,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出间断性。线程也有就绪、阻塞和运行三种基本状态。就绪状态是指线程具备运行的所有条件,逻辑上可以运行,在等待处理机;运行状态是指线程占有处理机正在运行;阻塞状态是指线程在等待一个事件(如某个信号量),逻辑上不可执行。每一个程序都至少有一个线程,若程序只有一个线程,那就是程序本身。

看了标准解释,还是有点晕晕的。

形象比喻理解

(我自己的理解哈,不一定正确)

一个进程

比如现在有一个任务,就是要做一个保温杯,只有我一个人,那我拿到材料和工具以后,我就先做了一个杯子的身体,然后我做了杯子的盖子,最好以后把工具还回去去,结束任务。

多个进程

其实可以理解为多个任务,比如现在要做一个保温杯和买暖宝宝。然后有我和小白两个人,然后把工具给我,我去制作保温杯,把钱给小白,他去买暖宝宝,我做完以后把工具还回去,小白把多出来的钱还回去,任务结束

线程

可以理解为一个总任务中的单个小任务(但是离不开开头的环境配置和资源发放),比如有一个任务,就是要做一个保温杯,那个做杯盖和杯子的杯身可以看做线程。

多线程

接上个,就是要做一个保温杯,那个做杯盖和杯子的杯身可以看做线程。现在有两个人,我和小白,我在做杯身的时候,小白同时做杯盖,那么这个就叫多线程,最后我们做完了,都要一起上交工具。

意义何在

多个任务之间切换,节约计算时间

由于CPU与其他PC资源之间速度的不协调,人们想提高资源利用率,所以人们提出了多任务系统。得益于CPU的计算速度,我们可以“同时”运行多个任务,实质上是多个任务之间轮流使用CPU资源,由于速度超快,给用户的感觉就是连续的。

进程之间是相互不影响的,比如小白如果去买暖宝宝没有回来,我还是会做完杯子。但是,线程之间属于同一个任务,小白如果没有把杯盖做完,那么我只做了杯身,所以任务还是没有完成。

当然这个只是我自己想想的,可能不是很清楚。

我们在平时跑生物信息软件的时候,可能会发现,有些软件可以-t 增加线程数量,这可以极大地加快运算速度,因为这里采用了多线程运算,但是千万不要设置太多,因为服务器里面还有其他小伙伴在跑程序,你设置了太多,可能会超过总数,造成服务器压力,其他小伙伴的程序跑的就慢了。

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