几乎所有的操作系统都支持同时运行多个任务,一个任务通常就是一个程序,每个运行中的程序就是一个进程。当一个程序运行时,内部可能包含了多个顺序执行流,每个顺序执行流就是一个线程。
线程和进程
几乎所有的操作系统都支持进程的概念,所有运行中的任务通常对应一个进程(Process)。当一个程序进入内存运行时,即变成一个进程。进程是处于运行过程中的程序,并且具有一定的独立功能,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
进程的三个特征:
1.独立性:进程是系统中独立存在的实体,它可以拥有自己独立的资源,每一个进程都拥有自己私有的地址空间。在没有经过进程本身允许的情况下,一个用户进程不可以直接访问其他进程的地址空间。
2.动态性:进程与程序的区别在于,程序只是一个静态的指令集合,而进程是一个正在系统中活动的指令集合。在进程中加入了时间的概念。进程具有自己的生命周期和各种不同的状态,这些概念在程序中都是不具备的。
3.并发性:多个进程可以在单个处理器上并发执行,多个进程之间不会互相影响。
并发性(concurrency)和并行性(parallel)是两个概念,并行指在同一时刻,有多条指令在多个处理器上同时执行;并发指在同一时刻只能有一条指令执行,但多个进程指令被快速轮换执行,使得在宏观上具有多个纪念册同时执行的效果。
多线程扩展了多进程的概念,使得同一个进程可以同时并发处理多个任务。线程(Thread)也被称作轻量级进程(Lightweight Process),线程是进程的执行单元。就像进程在操作系统中的一位一样,线程在程序中是独立的,并发的执行流。当进程被初始化后,主线程就被创建了。对于绝大多数的应用程序来说,通常仅要求有一个主线程,但也可以在该进程内创建多条顺序执行流,这些顺序执行流就是线程,每个线程也是互相独立的。
线程是进程的组成部分,一个进程可以拥有多个线程,一个线程必须有一个父进程。线程可以拥有自己的堆栈、自己的程序计数器和自己的局部变量,但不拥有系统资源,它与父进程的其他线程共享该进程所拥有的全部资源。因为多个线程共享父进程里面的全部资源,因此变成更加方便;但必须更加小心,因为需要确保线程不会妨碍同一进程里的其他线程。
线程可以完成一定的任务,可以与其他线程共享父进程中的共享变量及部分环境,相互之间协同来完成进程所要完成的任务。线程是独立运行的,它并不知道进程中是否还有其他线程存在。线程的执行时抢占式的,也就是说,当前运行的线程在任何时候都可能被挂起,以便另一个线程可以运行。一个线程可以创建和撤销另一个线程,同一个进程中的多个线程之间可以并发执行。从个逻辑角度来看,多线程存在于一个应用程序中,让一个应用程序中可以有多个执行部分同时执行,但操作系统无须将多个线程看作多个独立的应用,对多线程实现调度和管理以及资源分配。线程的调度和管理由进程本身负责完成。
操作系统可以同时执行多个任务,每个任务就是进程;进程可以同时执行多个任务,每个任务就是线程。一个程序运行后至少有一个进程,一个进程可以包含多个线程,但至少要包含一个线程。