进程和线程_进程和线程的概念和区别

关于进程与线程的深度探讨

一、进程的概念及特征

进程定义：进程是一个具有独立功能的程序关于某个数据集合的顺序运行活动。它是系统进行资源分配和调度的基本单位，也是基本的执行单元。它不仅包含了程序的代码，还包含了当前的活动。

进程结构特征：进程主要由程序、数据和进程控制块三部分组成。它具有独立性、并发性、异步性和动态性的特点。

二、进程的进一步阐释

1. 进程的实体性：每一个进程都拥有自己独立的地址空间，其中包含文本区域、数据区域和堆栈区域，分别用于存储处理器执行的代码、程序执行期间的数据变量以及动态分配的内存和本地变量及指令。

2. 进程的活性：程序作为一个没有生命的实体，只有在运行时被处理器赋予生命，才能成为一个活动的实体，我们称之为“进程”。每个进程都有一个独一无二的标识码——进程标识码（PID）。

三、进程的三种状态详解

就绪状态：当进程获得除CPU以外的必要资源后，只要再获得CPU，便可立即执行，此时的进程状态为就绪状态。

阻塞状态：正在执行的进程因发生某事件或接受某消息而无法继续执行时，会放弃处理机进入暂停状态，即阻塞状态。

运行状态：进程获得CPU并正在执行其程序。在单处理机系统中，只有一个进程处于执行状态；在多处理机系统中，则有多个进程同时处于执行状态。

四、线程的概述及其与进程的区别与联系

线程定义：线程是进程中的执行运算的最小单位，是进程中的一个实体，被系统独立调度和的基本单位。线程与同属一个进程的其他线程共享进程资源。

线程与进程的区别：

1. 资源分配：进程是拥有资源的一个独立单位，拥有自己的地址空间；而线程不拥有系统资源，但可访问隶属于进程的资源，共享进程的地址空间。

2. 调度与执行：线程作为处理器调度和分配的基本单位，而进程则是拥有资源的基本单位。处理机分给线程，真正在处理机上运行的是线程。

3. 健壮性与效率：进程有独立的地址空间，一个进程崩溃不会影响其他进程。但多进程程序比多线程程序健壮；从效率上看，线程的创建和撤销开销较小，更易被系统调度。

五、进程间通信方式

1. 管道及有名管道：用于亲缘关系和非亲缘关系的进程间通信。

2. 信号：软件层次上的中断模拟，用于通知进程有某事件发生。

3. 消息队列：克服了信号量有限的缺点，允许按照一定规则添加和读取信息。

4. 共享内存：允许多个进程访问同一块内存空间，需依赖同步操作如互斥锁和信号量等。