进程与线程一篇看完！
作者：互联网
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为什么要有进程和线程？
早先的计算机，同一个时间内只能执行一个任务。当我们切换任务，或者需要将任务暂停起来的时候，我们的计算资源属于空闲状态。
为了充分的利用空闲的资源，我们希望能够同时运行多个任务，这样当某一个任务正在使用计算资源的时候，别的任务能够挂起，当正在运行的任务使用完计算资源后，正在挂起的其他任务就可以立即使用当前的计算计算资源。在计算中中我们把这些同时存在计算机的多个任务抽象为一个进程。进程中的数据位于内存上，他们轮流使用我们的计算资源（可以看成使用CPU的计算资源）。
后来，人们发现，为了解决某一些问题，我们需要使用到多个进程来协作进行，由此人们引进了进程间通信，让多个之前相互独立的进程进行协作计算，从逻辑上看起来他们是一个进程在运行。
在后来，大家发现，进程间的通信和切换会消耗比较大的资源，如果我们的任务只是一些轻量级的任务，每一条任务的寿命时间很短，那么创建和销毁进程就会花费很多时间和资源，由此又引入了线程的概念
为什么线程切换比进程消耗少？
进程切换分两步：
1.切换页目录以使用新的地址空间
2.切换内核栈和硬件上下文
对于linux来说，线程和进程的最大区别就在于地址空间，对于线程切换，第1步是不需要做的，第2是进程和线程切换都要做的。
关系与区别
关系
- 一个程序至少一个进程，一个进程至少一个线程，进程中的多个线程是共享进程的资源
- Java 中当我们启动 main 函数时候就启动了一个 JVM 的进程，而 main 函数所在线程就是这个进程中的一个线程，也叫做主线程
- 一个进程中有多个线程，多个线程共享进程的堆和方法区资源，但是每个线程有自己的程序 计数器，栈区域
- 区别
- 本质：进程是操作系统资源分配的基本单位；线程是任务调度和执行的基本单位
- 内存分配：系统在运行的时候会为每个进程分配不同的内存空间，建立数据表来维护代码段、堆栈段和数据段；除了 CPU外，系统不会为线程分配内存，线程所使用的资源来自其所属进程的资源
- 资源拥有：进程之间的资源是独立的，无法共享；同一进程的所有线程共享本进程的资源，如内存，CPU，IO 等
- 开销：每个进程都有独立的代码和数据空间，程序之间的切换会有较大的开销；线程可以看做轻量级的进程，同一类线程共享代码和数据空间，每个线程都有自己独立的运行程序计数器和栈，线程之间切换的开销小
- 通信：进程间 以IPC（管道，信号量，共享内存，消息队列，信号，套接字等）方式通信；同一个进程下，线程间可以共享全局变量、静态变量等数据进行通信，做到同步和互斥，以保证数据的一致性
- 调度和切换：线程上下文切换比进程上下文切换快，代价小
- 执行过程：每个进程都有一个程序执行的入口，顺序执行序列；线程不能够独立执行，必须依存在应用程序中，由程序的多线程控制机制控制
- 健壮性：每个进程之间的资源是独立的，当一个进程崩溃时，不会影响其他进程；同一进程的线程共享此线程的资源，当一个线程发生崩溃时，此进程也会发生崩溃，稳定性差，容易出现共享与资源竞争产生的各种问题，如死锁等
- 可维护性：线程的可维护性，代码也较难调试，bug 难排查
线程的优缺点
优点：
提高效率：切换开销小
通信方便，共享内存；进程必须通过进程间通信 IPC
缺点：
一个线程出错，操作系统会结束整个进程，不够健壮；而多进程就没有这个问题
同一进程中的多个线程共享内存，会有并发问题
线程独有的资源
1.线程ID
2.寄存器组的值
由于线程间是并发运行的，每个线程有自己不同的运行线索，当从一个线程切换到另一个线程上时，必须将原有的线程的寄存器集合的状态保存，以便将来该线程在被重新切换到时能得以恢复。
3.线程的堆栈
堆栈是保证线程独立运行所必须的（在一个进程的线程共享堆区，而进程中的线程各自维持自己堆栈）。
线程函数可以调用函数，而被调用函数中又是可以层层嵌套的，所以线程必须拥有自己的函数堆栈，使得函数调用可以正常执行，不受其他线程的影响。
4.错误返回码
由于同一个进程中有很多个线程在同时运行，可能某个线程进行系统调用后设置了errno值，而在该线程还没有处理这个错误，另外一个线程就在此时被调度器投入运行，这样错误值就有可能被修改。
所以，不同的线程应该拥有自己的错误返回码变量。
5.线程的信号屏蔽码
由于每个线程所感兴趣的信号不同，所以线程的信号屏蔽码应该由线程自己管理。但所有的线程都共享同样的信号处理器。
6.线程的优先级
通信方式
进程间通信方式：
https://www.jianshu.com/p/c1015f5ffa74
线程间通信方式：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/129374075
线程池
线程池(待加入)：
https://tech.meituan.com/2020/04/02/java-pooling-pratice-in-meituan.html
https://zhuanlan.zhihu.com/p/156749747
标签：一篇,线程,切换,进程,共享,计算资源,资源 来源： https://blog.csdn.net/weixin_43236268/article/details/115818468