进程、线程和协程之间的区别和联系

时间  2019-12-04 标签 进程 线程 协 程 之间 区别 联系

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1、进程

  进程，直观点说，保存在硬盘上的程序运行之后，会在内存空间里造成一个独立的内存体，这个内存体有本身独立的地址空间，有本身的堆，上级挂靠单位是操做系统。操做系统会以进程为单位，分配系统资源（CPU时间片、内存等资源），进程是资源分配的最小单位。html

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【进程间通讯（IPC）】：web

  • 管道(Pipe)、命名管道(FIFO)、消息队列(Message Queue) 、信号量(Semaphore) 、共享内存（Shared Memory）；套接字（Socket）。

2、线程

  线程，有时被称为轻量级进程(Lightweight Process，LWP），是操做系统调度（CPU调度）执行的最小单位。
在这里插入图片描述多线程

3、进程和线程的区别与联系

【区别】：并发

  • 调度：线程做为调度和分配的基本单位，进程做为拥有资源的基本单位；svg

  • 并发性：不只进程之间能够并发执行，同一个进程的多个线程之间也可并发执行；函数

  • 拥有资源：进程是拥有资源的一个独立单位，线程不拥有系统资源，但能够访问隶属于进程的资源。进程所维护的是程序所包含的资源（静态资源）， 如：地址空间，打开的文件句柄集，文件系统状态，信号处理handler等；线程所维护的运行相关的资源（动态资源），如：运行栈，调度相关的控制信息，待处理的信号集等；性能

  • 系统开销：在建立或撤消进程时，因为系统都要为之分配和回收资源，致使系统的开销明显大于建立或撤消线程时的开销。可是进程有独立的地址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其它进程产生影响，而线程只是一个进程中的不一样执行路径。线程有本身的堆栈和局部变量，但线程之间没有单独的地址空间，一个进程死掉就等于全部的线程死掉，因此多进程的程序要比多线程的程序健壮，但在进程切换时，耗费资源较大，效率要差一些。ui

【联系】：spa

  • 一个线程只能属于一个进程，而一个进程能够有多个线程，但至少有一个线程；操作系统

  • 资源分配给进程，同一进程的全部线程共享该进程的全部资源；

  • 处理机分给线程，即真正在处理机上运行的是线程；

  • 线程在执行过程当中，须要协做同步。不一样进程的线程间要利用消息通讯的办法实现同步。

4、一个形象的例子解释进程和线程的区别

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  这副图是一个双向多车道的道路图，假如咱们把整条道路当作是一个“进程”的话，那么图中由白色虚线分隔开来的各个车道就是进程中的各个“线程”了。

  • 这些线程(车道)共享了进程(道路)的公共资源(土地资源)。

  • 这些线程(车道)必须依赖于进程(道路)，也就是说，线程不能脱离于进程而存在(就像离开了道路，车道也就没有意义了)。

  • 这些线程(车道)之间能够并发执行(各个车道你走你的，我走个人)，也能够互相同步(某些车道在交通灯亮时禁止继续前行或转弯，必须等待其它车道的车辆通行完毕)。

  • 这些线程(车道)之间依靠代码逻辑(交通灯)来控制运行，一旦代码逻辑控制有误(死锁，多个线程同时竞争惟一资源)，那么线程将陷入混乱，无序之中。

  • 这些线程(车道)之间谁先运行是未知的，只有在线程恰好被分配到CPU时间片(交通灯变化)的那一刻才能知道。

5、进程/线程之间的亲缘性

  亲缘性的意思是进程/线程只在某个cpu上运行（多核系统），好比：

BOOL WINAPI SetProcessAffinityMask(
  _In_ HANDLE    hProcess,
  _In_ DWORD_PTR dwProcessAffinityMask
);
/* dwProcessAffinityMask 若是是 0 , 表明当前进程只在cpu0 上工做; 若是是 0x03 , 转为2进制是 00000011 . 表明只在 cpu0 或 cpu1上工做; */

  使用CPU亲缘性的好处：设置CPU亲缘性是为了防止进程/线程在CPU的核上频繁切换，从而避免因切换带来的CPU的L1/L2 cache失效，cache失效会下降程序的性能。

6、协程

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  协程，是一种比线程更加轻量级的存在，协程不是被操做系统内核所管理，而彻底是由程序所控制（也就是在用户态执行）。这样带来的好处就是性能获得了很大的提高，不会像线程切换那样消耗资源。

  子程序，或者称为函数，在全部语言中都是层级调用，好比A调用B，B在执行过程当中又调用了C，C执行完毕返回，B执行完毕返回，最后是A执行完毕。因此子程序调用是经过栈实现的，一个线程就是执行一个子程序。子程序调用老是一个入口，一次返回，调用顺序是明确的。而协程的调用和子程序不一样。

  协程在子程序内部是可中断的，而后转而执行别的子程序，在适当的时候再返回来接着执行。

def A():
    print '1'
    print '2'
    print '3'

def B():
    print 'x'
    print 'y'
    print 'z'

  假设由协程执行，在执行A的过程当中，能够随时中断，去执行B，B也可能在执行过程当中中断再去执行A，结果多是：1 2 x y 3 z。

  协程的特色在因而一个线程执行，那和多线程比，协程有何优点？

  • 极高的执行效率：由于子程序切换不是线程切换，而是由程序自身控制，所以，没有线程切换的开销，和多线程比，线程数量越多，协程的性能优点就越明显；

  • 不须要多线程的锁机制：由于只有一个线程，也不存在同时写变量冲突，在协程中控制共享资源不加锁，只须要判断状态就行了，因此执行效率比多线程高不少。

参考：http://www.noobyard.com/article/p-vigvfgak-cy.html
https://www.liaoxuefeng.com/wiki/001374738125095c955c1e6d8bb493182103fac9270762a000/0013868328689835ecd883d910145dfa8227b539725e5ed000
http://www.noobyard.com/article/p-khhocooj-bz.html
http://www.noobyard.com/article/p-yzzvcnxr-hn.html
https://www.cnblogs.com/fah936861121/articles/8043187.html
http://blog.chinaunix.net/uid-25601623-id-5095687.html

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