进程与线程

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前言

最近在看浏览器URL输入之后发生了什么这个面试题,中间想到了浏览器,进而想到了进程和线程。所以就想个文章记录下,写的不好,还请指正。

正式开始

先来圣经, 进程是资源分配的最小单位,线程是CPU调度的最小单位

想必每个想去了解进程和线程区别的人都会看到这么一句话,但这句话听起来云遮雾绕的,下面就来听我解释一二。

简单来说,进程就是一个程序运行的实例,每个进程都有操作系统为其创建的内存空间,用来存放运行所需的代码和数据。而线程是进程的组成部分,每个进程至少有一个主线程及可能的若干个子线程,线程只能存在于进程中,这些线程由所属的进程进行启动和管理。

process.png

如今的浏览器基本都是多线程的,现在我们打开的网页,这一个tab就是一个进程,这个进程中又有GUI渲染线程、JS引擎线程、事件触发线程、定时器触发线程、HTTP线程。 如下图所示

浏览器线程.png

线程是进程的一部分,进程可以有多个线程,但线程只能存在一个线程中

区别

  • 定义:进程是操作系统资源调度的基本单位,线程是任务调用执行的基本单位
  • 开销:进程都有自己内存空间,进程之间切换开销较大。线程由于共享所在进程的内存空间,所以切换开销较小。详情请了解
  • 共享空间:每个进程有自己的内存空间,所以共享复杂,需要用IPC(Inter-Process Communication,进程间通信),但是同步简单。线程因为共享所在进程的内存空间,所以共享简单,同步负责,需要进行加锁等措施。

有大佬举了一个生动形象的栗子🌰,所以直接就采用了大佬的例子

做个简单的比喻:进程=火车,线程=车厢

  • 线程在进程下行进(单纯的车厢无法运行)
  • 一个进程可以包含多个线程(一辆火车可以有多个车厢)
  • 不同进程间数据很难共享(一辆火车上的乘客很难换到另外一辆火车,比如站点换乘)
  • 同一进程下不同线程间数据很易共享(A车厢换到B车厢很容易)
  • 进程要比线程消耗更多的计算机资源(采用多列火车相比多个车厢更耗资源)
  • 进程间不会相互影响,一个线程挂掉将导致整个进程挂掉(一列火车不会影响到另外一列火车,但是如果一列火车上中间的一节车厢着火了,将影响到所有车厢)
  • 进程可以拓展到多机,进程最多适合多核(不同火车可以开在多个轨道上,同一火车的车厢不能在行进的不同的轨道上)
  • 进程使用的内存地址可以上锁,即一个线程使用某些共享内存时,其他线程必须等它结束,才能使用这一块内存。(比如火车上的洗手间)-"互斥锁"
  • 进程使用的内存地址可以限定使用量(比如火车上的餐厅,最多只允许多少人进入,如果满了需要在门口等,等有人出来了才能进去)-“信号量”

线程为什么出现?

在操作系统模型中,进程有两个功能

  • 任务调度执行的基本单位
  • 资源的所有权

线程的出现就是将这两个功能分离开来,线程负责任务的调度和执行,进程拥有资源所有权,这样的好处就是并发和隔离。

并发:提高硬件利用率,进程的上下文切换比线程的上下文切换效率低,所以线程可以提高并发的效率。

隔离:计算机的资源是共享的,当程序发生崩溃时,需要保证这些资源要被回收,进程的资源是独立的,崩溃时不会影响其他程序的进行,线程资源是共享的,崩溃时整个进程也会崩溃。

参考