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进程vs线程:高效并发编程的基石

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在数据爆炸和计算需求日益增长的时代,"并发编程"已经不再是一种选择,而是成为了一种"刚需"。随着单核CPU的发展逐渐遇到瓶颈,多核CPU的出现为世界打开了一扇门,而并发编程则是那把提高效率,优化资源的使用和充分地利用多核资源的钥匙,而系统调度并发编程资源中进程和线程的区别和联系,是本文需要探讨的问题。

并发编程的核心是多线程,一个线程就是一个"执行流",多个线程之间同时执行多个代码;

线程虽比进程轻量,但人们还不满足,于是又有"线程池"(TreadPool) 以及"协程"(Coroutine)的出现,为进程调度提供了更多的解决方案,在本文中我们先不做讨论.

在操作系统中,进程和线程是两个核心概念,它们共同支撑着程序的运行和系统资源的管理。理解它们之间的区别和联系对于深入掌握操作系统原理至关重要。

进程(Process)

进程是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。每个进程都有自己独立的地址空间,这意味着进程间的内存是相互隔离的,一个进程的代码和数据不能被其他进程直接访问。这种隔离确保了进程的稳定性和安全性。

举例说明: 想象一下,你在家里做饭,每个炉子可以看作是一个进程。每个炉子有自己的锅和食材,你不能直接把一个炉子上的锅放到另一个炉子上继续烹饪,除非先把锅从原来的炉子上移开。每个炉子可以同时处理多个任务(比如煮饭、炒菜),但它们是在同一地址空间(厨房)内进行的。

线程(Thread)

线程是进程中的一个实体,是被系统调度并执行的最小单位。线程自身几乎不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器、一组寄存器和线程栈),但它可以与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的资源。

举例说明: 继续上面的比喻,线程就像是你在同一炉子上进行的不同烹饪任务。你可以一边煮饭(一个线程),一边炒菜(另一个线程),这两个任务是并行的,它们共享同一个炉子(进程)和厨房(内存空间)资源。

进程与线程的关系

  • 包含关系:每个进程至少有一个线程,通常称为主线程。主线程负责协调同一进程内其他线程的执行。
  • 资源共享:同一进程内的线程共享该进程的内存空间和资源,这使得线程间通信和数据共享变得容易,但也需要注意同步和互斥,以避免数据竞争和一致性问题。
  • 调度:线程作为调度的最小单位,比进程更轻量级,创建和销毁线程的开销远小于进程。线程的上下文切换也比进程快,这使得多线程编程成为提高程序性能和响应速度的有效手段。

希望这篇博客能为你理解操作系统进程调度提供一些帮助。

如有不足之处请多多指出。

我是高耳机。

 

 

 


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