執行緒和程序

1、程序

#程序（process，有時被稱為重量級程序）是程式的一次執行。每個程序都有自己的位址空間、記憶體、資料棧以及記錄執行軌跡的輔助資料，作業系統管理執行的所有程序，並為這些程序公平分配時間。程序可以通過fork和spawn操作完成其他任務。因為各個程序有自己的記憶體空間、資料棧等，所以只能使用程序間通訊（ipc），而不能直接共享資訊。

2、執行緒

#執行緒（thread，有時被稱為輕量級程序）跟程序有些相似，不同的是所有執行緒執行在同乙個程序中，共享執行環境。

#執行緒有開始、順序執行和結束3部分，有乙個自己的指令指標，記錄執行到什麼地方。執行緒的執行可能被搶占（中斷）或暫時被掛起（睡眠），從而讓其他執行緒執行，這叫作讓步。乙個執行緒中的各個執行緒之間共享同一片資料空間，所以執行緒之間可以比程序之間更方便地共享資料和相互通訊。

#執行緒一般是併發執行的。正是由於這種並行和資料共享的機制，使得多個任務的合作變得可能。實際上，在單cpu系統中，真正的併發並不可能，每個執行緒會被安排成每次只執行一小會兒，然後就把cpu讓出來，讓其他執行緒執行。

#在程序的整個執行過程中，每個執行緒都只會做自己的事，需要時再跟其他執行緒共享執行結果，。多個執行緒共同訪問同一片資料不是完全沒有危險的，由於資料訪問的順序不一樣，因此有可能導致資料結果不一致的問題，這叫作競態條件。大多數執行緒庫都帶有一系列同步原語，用於控制線程的執行和資料的訪問。

3、多執行緒與多程序

#對於「多工」這個詞，相信讀者不會是第一次看見，現在的操作（如mac os x、unix、linux、windows等）都支援「多工」作業系統。

#什麼叫「多工」呢？簡單地說，就是系統可以同事執行多個任務。比如，一邊用瀏覽器上網，一邊用雲**，一邊聊天，這就是多工。此時手頭已經有3個任務在執行了。如果檢視任務管理器，可以看到還有很多任務悄悄在後台執行著，只是桌面沒有顯示出來而已。

#對於作業系統來說，乙個任務就是乙個程序，開啟多個任務就是多程序。

#有些程序不止可以同時做一件事情，比如work可以同時打字、拼寫檢查、列印等。在乙個程序內部，要同時做多件事，就需要同時執行多個執行緒。

#多執行緒類似於同時執行多個不同的程式，多執行緒執行有以下3個優點：

①、使用執行緒可以把佔據長時間的程式中的任務放到後台去處理。

②、使用者介面可以更加吸引人，比如使用者單擊乙個按鈕，用於觸發某些事件的處理，可以彈出乙個進度條顯示處理的進度。

③、程式的執行速度可能加快。

#在實現一些等待任務（如使用者輸入、檔案讀寫和網路收發資料等）時，使用多執行緒更加有用。在這種情況下，我們可以釋放一些珍貴資源（如記憶體占用等）。

#執行緒在執行過程中與程序還是有區別的，每個獨立執行緒有乙個程式執行的入口、順序執行序列和程式的出口。但是執行緒不是獨立執行，必須依存在程序中，由程序提供多個執行緒執行控制。

#由於每個程序至少要幹一件事情，因此乙個程序至少有乙個執行緒，當然如word這種複雜的程序可以有多個程序，多個執行緒可以同時執行。多執行緒的執行方式和多程序是一樣的，也是由作業系統在多個執行緒之間快速切換，讓每個執行緒都短暫交替執行，看起來就像同時執行一樣。當然，真正同時執行多執行緒需要多核cpu才能實現。

#我們前面編寫的所有python程式都是執行單任務的程序，也就是只有乙個執行緒。如果我們要同時執行多個任務，該如何操作？

#有兩種解決方法：一種方法是啟動多個程序。每個程序雖然只有乙個執行緒，但多個程序可以一起執行多個任務。另一種方法是啟動乙個程序，在乙個程序內啟動多個執行緒，這樣多個執行緒也可以一起執行多個任務。

#當然，還有第3種方法，就是啟動多個程序，每個程序再啟動多個執行緒，這樣同時執行的任務就更多了，不過這種模型過於複雜，實際很少採用。

#同時執行多個任務時，各個任務之間並不是沒有關聯的，而是需要相互通訊和協調，有時任務1必須暫停任務等待任務2完成後才能繼續執行有時任務3和任務4不能同時執行。多程序和多執行緒程式的複雜度遠遠高於我們前面寫的單程序、單執行緒的程式。

#總而言之，多執行緒是多個相互關聯的執行緒的組合，多執行緒是多個互相獨立的程序的組合。執行緒是最小的執行單元，程序至少由乙個執行緒組成。

執行緒和程序

執行緒和程序

程序和執行緒

執行緒和程序

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