进程、线程和协程的区别和联系
| 进程 | 线程 | 协程 | |
|---|---|---|---|
| 定义 | 资源分配和拥有的基本单位 | 程序执行的基本单位 | 用户态的轻量级线程,线程内部调度的基本单位 |
| 切换情况 | 进程CPU环境(栈、寄存器、页表和文件句柄等)的保存以及新调度的进程CPU环境的设置 | 保存和设置程序计数器、少量寄存器和栈的内容 | 先将寄存器上下文和栈保存,等切换回来的时候再进行恢复 |
| 切换者 | 操作系统 | 操作系统 | 用户 |
| 切换过程 | 用户态->内核态->用户态 | 用户态->内核态->用户态 | 用户态(没有陷入内核) |
| 调用栈 | 内核栈 | 内核栈 | 用户栈 |
| 拥有资源 | CPU资源、内存资源、文件资源和句柄等 | 程序计数器、寄存器、栈和状态字 | 拥有自己的寄存器上下文和栈 |
| 并发性 | 不同进程之间切换实现并发,各自占有CPU实现并行 | 一个进程内部的多个线程并发执行 | 同一时间只能执行一个协程,而其他协程处于休眠状态,适合对任务进行分时处理 |
| 系统开销 | 切换虚拟地址空间,切换内核栈和硬件上下文,CPU高速缓存失效、页表切换,开销很大 | 切换时只需保存和设置少量寄存器内容,因此开销很小 | 直接操作栈则基本没有内核切换的开销,可以不加锁的访问全局变量,所以上下文的切换非常快 |
| 通信方面 | 进程间通信需要借助操作系统 | 线程间可以直接读写进程数据段(如全局变量)来进行通信 | 共享内存、消息队列 |
1、进程是资源调度的基本单位,运行一个可执行程序会创建一个或多个进程,进程就是运行起来的可执行程序
2、线程是程序执行的基本单位,是轻量级的进程。每个进程中都有唯一的主线程,且只能有一个,主线程和进程是相互依存的关系,主线程结束进程也会结束。多提一句:协程是用户态的轻量级线程,线程内部调度的基本单位
线程与进程的比较
1、线程启动速度快,轻量级
2、线程的系统开销小
3、线程使用有一定难度,需要处理数据一致性问题
4、同一线程共享的有堆、全局变量、静态变量、指针,引用、文件等,而独自占有栈
线程和进程的区别?
- 调度:线程是调度的基本单位(PC,状态码,通用寄存器,线程栈及栈指针);进程是拥有资源的基本单位(打开文件,堆,静态区,代码段等)。
- 并发性:一个进程内多个线程可以并发(最好和CPU核数相等);多个进程可以并发。
- 拥有资源:线程不拥有系统资源,但一个进程的多个线程可以共享隶属进程的资源;进程是拥有资源的独立单位。
- 系统开销:线程创建销毁只需要处理PC值,状态码,通用寄存器值,线程栈及栈指针即可;进程创建和销毁需要重新分配及销毁task_struct结构。
一个进程可以创建多少线程,和什么有关?
这个要分不同系统去看:
- 如果是32 位系统,用户态的虚拟空间只有 3G,如果创建线程时分配的栈空间是 10M,那么一个进程最多只能创建 300 个左右的线程。
- 如果是64 位系统,用户态的虚拟空间大到有 128T,理论上不会受虚拟内存大小的限制,而会受系统的参数或性能限制。
顺便多说一句,过多的线程将会导致大量的时间浪费在线程切换上,给程序运行效率带来负面影响,无用线程要及时销毁。
外中断和异常有什么区别?
外中断是指由 CPU 执行指令以外的事件引起,如 I/O 完成中断,表示设备输入/输出处理已经完成,处理器能够发送下一个输入/输出请求。此外还有时钟中断、控制台中断等。
而异常时由 CPU 执行指令的内部事件引起,如非法操作码、地址越界、算术溢出等。