程序员必须清楚的进程和线程都在这里了

image

进程

  • 当我们打开我们的电脑控制面板的时候就会看到进程的存在,我们日常所用的软件就是以进程的形式活动在我们的电脑中,如下图所示:
    日常我们看到的进程

为什么要有进程

image
  • 这里需要对操作系统的历史有所了解,在计算机发展的早期阶段操作系统只能支持跑一个程序,随着计算机的发展cpu的能力越来越强,内存越来越大可以存放更多的运行程序。必然要在内存中装入多个程序,如何处理呢?多个程序使用的数据如何辨别?当一个程序暂停后,随后怎么恢复到它之前执行的状态呢?
  • 这时候,人们就发明了进程,用进程来对应一个程序,每个进程来对应一定的内存地址空间,并且只能使用它自己的内存空间,各个进程之间互不干扰。进程同时也保存了程序每个时刻的运行状态,为进程切换提供了可能。当进程暂停时,它会保存当前进程的状态(进程标识,进程使用的资源等),在下一次切换回来时根据之前保存的状态进行恢复,接着继续执行。

进程的定义

狭义定义:进程就是一段程序的动态执行过程。 广义定义:一个具有一定独立功能的程序在一个数据结合的一次动态执行过程。它是操作系统动态执行的基本单元,在传统的操作系统中,进程既是基本的分配单元,也是基本的执行单元。

为了更好的理解进程的概念,有必要对操作系统中的"进程"和"程序"这两个概念做一个对比。
进程概念图解

进程与程序的联系

  • 程序是产生进程的基础

    • 这一点从进程的定义中就可以得出进程是动态执行程序的过程。
  • 程序的每次运行构成不同的进程

    • 这一点大家可能会不明白,生活中我们可以在电脑上同时打开两个qq或者其他软件。每次打开就有一个新的进程产生,对应的程序其实就一份。
  • 进程是程序的功能提现

    • 功能就是程序的执行结果或者效果,执行过程就是通过进程提现的。

进程与程序的区别

程序

  • 是一个静态的概念,是指存储在文件中的程序。如源程序,可执行程序等。
  • 是永久的,只要用户不主动删除一直存放在我们磁盘中。

进程

  • 是一个动态的概念。一个进程就代表一个正在执行的程序。当用户运行一个程序时系统就为它建立一个进程,并为该进程分配内存,Cpu和其他资源。
  • 进程是暂时的,当程序结束运行时,为该程序本次执行所建立的进程就消亡了。
image

生活中做菜(酸辣土豆丝)的例子: 菜谱(程序): 土豆、葱姜蒜、花椒、干红辣椒、盐、糖、醋 做菜人(Cpu) : 学长(这道菜还是会做的) 炒菜(进程): 这里需要注意进程是炒菜这个过程,而不是酸辣土豆丝这道菜。

由于用户使用计算机的主要方式就是执行程序,了解进程的基本概念将有助于更加清晰地了解程序执行过程中发生的一些事情。
不存在的

线程

自从60年代提出进程的概念以来,在操作系统中一直都是以进程作为独立的基本单元,直到80年代人们又提出了更小的独立运行的基本单位: 线程

image

为什么使用线程?

  • 迄今为止我们讨论的进程概念都在暗示: 每个进程都是有单一控制流,每个进程只能干一件事情,上述的做菜案例来说学长只能做菜,不能边听歌边做菜。很显然这和我们目前所使用的相关软件是不符的。我们希望在一个进程中做多个事情。于是就有线程的概念提出。
  • 线程可以满足在一个进程中处理多个事情。

什么是线程?

wiki: 线程(英语:thread)是操作系统能够进行运算调度的最小单位。大部分情况下,它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流,一个进程中可以并发多个线程,每条线程并行执行不同的任务。在Unix System V及SunOS中也被称为轻量进程(lightweight processes),但轻量进程更多指内核线程(kernel thread),而把用户线程(user thread)称为线程。

如何理解操作系统能够运行运算的最小单位?

  • 因为在现代操作系统中,同时运行着多个应用程序,而CPU的资源是有限的。如何高效的运行应用程序,并为其分配系统资源包括硬件资源和软件资源等,就是操作系统的调度。通过操作系统的调度算法,能够提高资源的利用率。
  • 现代的操作系统包括了进程和线程这两种调度单位。进程是指程序中正在运行的一个应用程序。线程是系统分配处理器时间资源的基本单位。对于操作系统而言,其调度单元是线程。一个进程至少包括一个线程,通常将该线程称为主线程。

通过下面两张加深一下进程和线程的概念:
进程和线程

结尾

  • 学长虽然年龄上占优,能力毕竟有限有理解不到位的地方。希望大家及时指出。欢迎在评论区留言讨论。

参考资料

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 218,525评论 6 507
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 93,203评论 3 395
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 164,862评论 0 354
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,728评论 1 294
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,743评论 6 392
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,590评论 1 305
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,330评论 3 418
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 39,244评论 0 276
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,693评论 1 314
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,885评论 3 336
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 40,001评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,723评论 5 346
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,343评论 3 330
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,919评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 33,042评论 1 270
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 48,191评论 3 370
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,955评论 2 355