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进程和线程 操作系统

发布时间 2023-12-13 23:28:03作者: ponder776

进程和线程是计算机的基础础概念，它们都是程序执行的基本单位。进程是操作系统资源（如内存、文件、设备等）分配的基本单位，而线程是处理器调度和执行的基本单位。进程和线程之间有一些区别，主要有以下几点：

  • 地址空间：线程共享进程的地址空间，也就是说，它们可以访问同一个内存区域。进程之间的地址空间是是独立的，也就是说，它们不能直接访问彼此的内存区域。
  • 资源：线程共享进程的资源，如内存、文件、设备等。这样可以减少资源的创建和销毁的开销，提高程序的效率。但是，这也带来了一些问题，比如数据竞争、死锁等。进程之间的资源是是独立的，也就是说，它们需要通过系统调用或者网络通信来获取或者释放资源。
  • 健壮性：多进程相比多线程更加健壮，因为一个进程程崩溃后，在保护模式下不会对其他进程产生影响。但是多线程相比多进程更加容易出现错误或者异常，因为一个线程程崩溃后可能会导致整个进程程崩溃。
  • 执行过程：每个个独立的进程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序出口。执行开销大。但是线程不能能独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。执行开销小。
  • 可并发性：两者均可并发执行。但是多进程可以充分利用多核CPU进行并发处理，而多线程则依赖于单个CPU的多个执行单元（如超线程或多核）进行并发执行。

进程间的通信（InterProcess Communication，IPC）是指进程之间的信息交换1。以下是一些常见的进程间通信方式：

  1. 管道（Pipe）：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用1。管道分为无名管道和有名管道（FIFO）2。

  2. 消息队列（Message Queue）：消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识1。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点2。

  3. 共享内存（Shared Memory）：共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问1。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的2。

  4. 信号量（Semaphore）：信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问2。

  5. 套接字（Socket）：套解口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同进程间的通信2。

  6. 信号（Signal）：信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生2。