程序员必需清楚的进程和线程

 关注
发布于: 2020 年 05 月 10 日
进程当我们打开我们的电脑控制面板的时候就会看到进程的存在，我们日常所用的软件就是以进程的形式活动在我们的电脑中，如下图所示:
﻿
为什么要有进程
这里需要对操作系统的历史有所了解，在计算机发展的早期阶段操作系统只能支持跑一个程序，随着计算机的发展cpu的能力越来越强，内存越来越大可以存放更多的运行程序。必然要在内存中装入多个程序，如何处理呢？多个程序使用的数据如何辨别？当一个程序暂停后，随后怎么恢复到它之前执行的状态呢？
这时候，人们就发明了进程，用进程来对应一个程序，每个进程来对应一定的内存地址空间，并且只能使用它自己的内存空间，各个进程之间互不干扰。进程同时也保存了程序每个时刻的运行状态，为进程切换提供了可能。当进程暂停时，它会保存当前进程的状态（进程标识，进程使用的资源等），在下一次切换回来时根据之前保存的状态进行恢复，接着继续执行。
进程的定义狭义定义：进程就是一段程序的动态执行过程。广义定义：一个具有一定独立功能的程序在一个数据结合的一次动态执行过程。它是操作系统动态执行的基本单元，在传统的操作系统中，进程既是基本的分配单元，也是基本的执行单元。
为了更好的理解进程的概念，有必要对操作系统中的"进程"和"程序"这两个概念做一个对比。
﻿
进程与程序的联系程序是产生进程的基础这一点从进程的定义中就可以得出进程是动态执行程序的过程。
程序的每次运行构成不同的进程这一点大家可能会不明白，生活中我们可以在电脑上同时打开两个qq或者其他软件。每次打开就有一个新的进程产生，对应的程序其实就一份。
进程是程序的功能提现功能就是程序的执行结果或者效果，执行过程就是通过进程提现的。
进程与程序的区别程序
是一个静态的概念，是指存储在文件中的程序。如源程序，可执行程序等。
是永久的，只要用户不主动删除一直存放在我们磁盘中。
进程
是一个动态的概念。一个进程就代表一个正在执行的程序。当用户运行一个程序时系统就为它建立一个进程，并为该进程分配内存，Cpu和其他资源。
进程是暂时的，当程序结束运行时，为该程序本次执行所建立的进程就消亡了。
生活中做菜（酸辣土豆丝）的例子:菜谱（程序）: 土豆、葱姜蒜、花椒、干红辣椒、盐、糖、醋做菜人(Cpu) : 学长(这道菜还是会做的)炒菜(进程): 这里需要注意进程是炒菜这个过程，而不是酸辣土豆丝这道菜。
由于用户使用计算机的主要方式就是执行程序，了解进程的基本概念将有助于更加清晰地了解程序执行过程中发生的一些事情。
﻿
线程自从60年代提出进程的概念以来，在操作系统中一直都是以进程作为独立的基本单元，直到80年代人们又提出了更小的独立运行的基本单位: 线程
为什么使用线程？迄今为止我们讨论的进程概念都在暗示: 每个进程都是有单一控制流，每个进程只能干一件事情，上述的做菜案例来说学长只能做菜，不能边听歌边做菜。很显然这和我们目前所使用的相关软件是不符的。我们希望在一个进程中做多个事情。于是就有线程的概念提出。
线程可以满足在一个进程中处理多个事情。
什么是线程？wiki: 线程（英语：thread）是操作系统能够进行运算调度的最小单位。大部分情况下，它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。在Unix System V及SunOS中也被称为轻量进程（lightweight processes），但轻量进程更多指内核线程（kernel thread），而把用户线程（user thread）称为线程。
﻿
如何理解操作系统能够运行运算的最小单位？
因为在现代操作系统中，同时运行着多个应用程序，而CPU的资源是有限的。如何高效的运行应用程序，并为其分配系统资源包括硬件资源和软件资源等，就是操作系统的调度。通过操作系统的调度算法，能够提高资源的利用率。
现代的操作系统包括了进程和线程这两种调度单位。进程是指程序中正在运行的一个应用程序。线程是系统分配处理器时间资源的基本单位。对于操作系统而言，其调度单元是线程。一个进程至少包括一个线程，通常将该线程称为主线程。
﻿
通过下面两张加深一下进程和线程的概念:
﻿
结尾学长虽然年龄再占优，能力毕竟有限有不足或者理解不到位的地方。还希望大家及时指出。欢迎在评论区留言讨论。
参考资料《操作系统概念》 - 第9版
《计算机文化基础》 - 李秀
https://www.bilibili.com/video/BV1js411b7vg
https://blog.csdn.net/whl_program/article/details/70217354
https://blog.csdn.net/m0_37925202/article/details/78759408
https://blog.csdn.net/Jake2549794390/article/details/50887015
﻿