进程、线程、协程的作用和区别
发布时间: 更新时间: 总字数:1146
阅读时间:3m
作者: 谢先斌
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专栏文章
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程序在操作系统运行时,分为进程、线程、协程,本文主要介绍他们之见的作用和区别。
进程
进程(Process)
是一个具有一定独立功能的程序
在一个数据集
上的一次动态执行
的过程
,是操作系统进行资源分配和调度的一个独立单位
,是应用程序运行的载体
。进程是一种抽象的概念,从来没有统一的标准定义。
进程一般由程序
、数据集合
和进程控制块
三部分组成:
程序
:进程要完成的功能,是控制进程执行的指令集数据集合
是程序在执行时所需要的数据和工作区程序控制块
(Program Control Block
,简称PCB),包含进程的描述信息和控制信息,是进程存在的唯一标志
进程具有的特征:
- 动态性:进程是程序的一次执行过程,是临时的,有生命期的,是动态产生,动态消亡的
- 并发性:任何进程都可以同其他进程一起并发执行
- 独立性:进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位,每个进程都有自己的独立内存空间,不同进程通过
进程间通信
来通信 - 结构性:进程由
程序
、数据集合
和进程控制块
三部分组成 - 进程比较重量,占据独立的内存,上下文进程间的切换开销(
栈
、寄存器
、虚拟内存
、文件句柄
等)比较大,但相对比较稳定安全
线程
线程
解决进程
之间的切换开销较大,无法满足越来越复杂的程序的要求而设计。
线程(Thread)
是进程的一个实体
,是CPU调度和分派的基本单位
,它是比进程
更小的能独立运行的基本单位。一个进程可以有一个或多个线程组成。
线程
基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。
线程间通信主要通过共享内存,上下文切换很快,资源开销较少,但相比进程不够稳定容易丢失数据。
协程
协程(Coroutine)
是一种用户态的轻量级线程,协程的调度完全由用户控制。协程拥有自己的寄存器上下文和栈。协程调度切换时,将寄存器上下文和栈保存到其他地方,在切回来的时候,恢复先前保存的寄存器上下文和栈,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。
区别
关系
进程
>线程
>协程
线程
由进程
创建,属于进程
;协程
是进程
更小程度的划分,更轻便、灵活
进程与线程
- 线程是程序执行的最小单位,而进程是操作系统分配资源的最小单位
- 一个进程由一个或多个线程组成,线程是一个进程中代码的不同执行路线
- 进程之间相互独立,但同一进程下的各个线程之间共享程序的内存空间(包括代码段、数据集、堆等)及一些进程级的资源(如打开文件和信号),某进程内的线程在其它进程不可见
- 调度和切换:线程上下文切换比进程上下文切换要快得多
协程与线程
- 一个线程可以多个协程,一个进程也可以单独拥有多个协程
- 线程进程都是同步机制,而协程则是异步
- 协程能保留上一次调用时的状态,每次过程重入时,就相当于进入上一次调用的状态
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