程序(process)和執行緒(thread)是作業系統的基本概念,但是它們比較抽象,不容易掌握。
最近,我讀到一篇材料,發現有乙個很好的模擬,可以把它們解釋地清晰易懂。
1.計算機的核心是cpu,它承擔了所有的計算任務。它就像一座工廠,時刻在執行。
2.假定工廠的電力有限,一次只能供給乙個車間使用。也就是說,乙個車間開工的時候,其他車間都必須停工。背後的含義就是,單個cpu一次只能執行乙個任務。
3.程序就好比工廠的車間,它代表cpu所能處理的單個任務。任一時刻,cpu總是執行乙個程序,其他程序處於非執行狀態。
4.乙個車間裡,可以有很多任務人。他們協同完成乙個任務。
5.執行緒就好比車間裡的工人。乙個程序可以包括多個執行緒。
6.車間的空間是工人們共享的,比如許多房間是每個工人都可以進出的。這象徵乙個程序的記憶體空間是共享的,每個執行緒都可以使用這些共享記憶體。
7.可是,每間房間的大小不同,有些房間最多只能容納乙個人,比如廁所。裡面有人的時候,其他人就不能進去了。這代表乙個執行緒使用某些共享記憶體時,其他執行緒必須等它結束,才能使用這一塊記憶體。
8.乙個防止他人進入的簡單方法,就是門口加一把鎖。先到的人鎖上門,後到的人看到上鎖,就在門口排隊,等鎖開啟再進去。這就叫"互斥鎖"(mutual exclusion,縮寫 mutex),防止多個執行緒同時讀寫某一塊記憶體區域。
9.還有些房間,可以同時容納n個人,比如廚房。也就是說,如果人數大於n,多出來的人只能在外面等著。這好比某些記憶體區域,只能供給固定數目的執行緒使用。
10.這時的解決方法,就是在門口掛n把鑰匙。進去的人就取一把鑰匙,出來時再把鑰匙掛回原處。後到的人發現鑰匙架空了,就知道必須在門口排隊等著了。這種做法叫做"訊號量"(semaphore),用來保證多個執行緒不會互相衝突。
不難看出,mutex是semaphore的一種特殊情況(n=1時)。也就是說,完全可以用後者替代前者。但是,因為mutex較為簡單,且效率高,所以在必須保證資源獨佔的情況下,還是採用這種設計。
11.作業系統的設計,因此可以歸結為三點:
(1)以多程序形式,允許多個任務同時執行;
(2)以多執行緒形式,允許單個任務分成不同的部分執行;
(3)提供協調機制,一方面防止程序之間和執行緒之間產生衝突,另一方面允許程序之間和執行緒之間共享資源。
程式 程序 執行緒之間的區別與聯絡
程式 實現了功能,就是程式,是靜態的 程序 執行中的程式就是程序,是動態的 執行緒 程序內的乙個執行單元,也是程序內的可排程實體,可以併發執行提高了程序的效率。1 乙個執行緒只能屬於乙個程序,而乙個程序可以有多個執行緒,但至少有乙個執行緒。2 資源分配給程序,同一程序的所有執行緒共享該程序的所有資源...
程序與執行緒之間的區別
程序是併發執行的程式在執行過程中分配和管理資源的基本單位,是乙個動態的概念。每個程序都有自己的位址空間 程序空間 程序空間的大小與處理機位數有關。程序至少有5種基本狀態 初始態,執行態,等待狀態,就緒狀態,終止狀態。在多使用者環境下,乙個伺服器通常需要接受大量的不學定數量使用者的併發請求,而為每乙個...
程序和執行緒之間的區別
程序執行緒 定義資源單位 房子 執行單位 優點多核cpu密集型節省時間 節省資源 速度快 多個執行緒 io密集型節省資源 缺點浪費資源,建立耗費時間長 同一程序下多執行緒無法執行,無法利用多核優勢 目的 gil控制python直譯器記憶體管理 資料相關 程序之間資料相互隔離,可以通過佇列模組和ipc...