程序进程与线程

Posted jiangyu0331

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了程序进程与线程相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

一、程序

  程序是存储在磁盘上, 包含可执行机器指令和数据的静态实体。 即进程或者任务是处于活动状态的计算机程序。

二、进程

  进程就是运行中的程序。 一个运行着的程序,可能有多个进程。进程在操作系统中执行特定的任务。

  1.分类:进程一般分为交互进程批处理进程守护进程三类。守护进程总是活跃的,一般是后台运行。 

      守护进程一般是由系统在开机时通过脚本自动激活启动, 或者由超级用户root来启动。

  2.查看进程  :ps /  ps axu /  ps  -efl

  3.获取进程号:getpid

  4.创建子进程:fork

    创建一个子进程,失败返回-1;调用一次,返回两次 分别在父子进程中返回子进程的PID和0。 用返回值的不同,可以分别为父子进程编写不同的处理分支。  

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <unistd.h>
 3 
 4 int main () 
 5 {
 6     printf ("%u进程:我要调用fork()了...
", getpid ());
 7 
 8     pid_t pid = fork ();
 9     if (pid == -1) 
10     {
11         perror ("fork");
12         return -1;
13     }
14 
15     if (pid == 0) 
16     {
17            printf ("%u进程:我是%u进程的子进程。
", getpid (),
18            getppid ());
19            return 0;
20     }
21 
22     printf ("%u进程:我是%u进程的父进程。
", getpid (), pid);
23     sleep (1);
24     return 0;
25 }

    ① 子进程获得父进程数据段和堆栈段(包括I/O流缓冲区)的拷贝,但子进程共享父进程的代码段。

    ② 函数调用后父子进程各自继续运行 ,其先后顺序不确定, 某些实现可以保证子进程先被调度。

    ③ 共享文件表 :函数调用后,父进程的文件描述符表(进程级)也会被复制到子进程中,二者共享同一个文件表(内核级)。

    ④ 总进程数或实际用户ID所拥有的进程数,超过系统限制,该函数将失败。

    ⑤  一个进程如果希望创建自己的副本并执行同一份代码,或希望与另一个程序并发地运行,都可以使用该函数。

    ⑥ 孤儿进程:父进程先于子进程结束,子进程成为孤儿进程,同时被init进程收养,即成为init进程的子进程。

      僵尸进程:子进程先于父进程结束,但父进程没有回收子进程的相关资源,该子进程即成为僵尸进程。

  5.创建子进程vfork

    该函数的功能与fork基本相同,二者的区别: 

      ① 调用vfork创建子进程时并不复制父进程的地址空间 进程可以通过exec函数族,直接启动另一个进程替换自身,进而提高进程创建的效率。

      ② vfork调用之后,子进程先被调度

三、线程 

  1.概念

    A、线程就是程序的执行路线,即进程内部的控制序列,或者说是进程的子任务。
    B、线程,轻量级,不拥有自己独立的内存资源,共享进程的代码区、数据区、堆区(注意没有栈区)、环境变量和命令行参数、文件描述符、信号处理函数、当前目录、用户ID和组ID等资源。
    C、线程拥有自己独立的栈,因此也有自己独立的局部变量。
    D、一个进程可以同时拥有多个线程,即同时被系统调度的多条执行路线,但至少要有一个主线程。

  2.特点

    A、线程是进程的一个实体,可作为系统独立调度和分派的基本单位。
    B、线程有不同的状态,系统提供了多种线程控制原语,如创建线程、销毁线程等等。
    C、线程不拥有自己的资源,只拥有从属于进程的全部资源,所有的资源分配都是面向进程的。
    D、一个进程中可以有多个线程并发地运行。它们可以执行相同的代码,也可以执行不同的代码。
    E、同一个进程的多个线程都在同一个地址空间内活动,因此相对于进程,线程的系统开销小,任务切换快。
    F、线程间的数据交换不需要依赖于类似IPC的特殊通信机制,简单而高效。
    G、每个线程拥有自己独立的线程ID、寄存器信息、函数栈、错误码和信号掩码。
    H、线程之间存在优先级的差异。

  3.创建线程 :pthread_create

  4.等待线程:pthread_join

  5.获取线程自身ID:pthread_self

  6.比较两个线程:pthread_equal

  7.终止线程:pthread_exit

  8.取消线程:pthread_cancel

 

总结:

  一、程序与进程的联系与区别

      ① 进程是动态的,而程序是静态的。
      ② 进程有一定的生命期,而程序是指令的集合,本身无“运动”的含义。没有建立进程的程序不能作为1个独立单位得到操作系统的认可。
      ③ 1个程序可以对应多个进程,但1个进程只能对应1个程序。进程和程序的关系犹如演出和剧本的关系。
      ④ 进程和程序的组成不同。从静态角度看,进程由程序、数据和进程控制块(PCB)三部分组成。而程序是一组有序的指令集合。

  二、进程与线程的联系与区别

    联系:

      ① 线程是进程的最小执行和分配单元,不能独立运动,必须依赖于进程,这也就可以说众多的线程组成了进程。

      ② 资源分配给进程,同一进程的所有线程共享该进程的所有资源。

    区别:

      ① 调度:线程作为调度和分配的基本单位,进程作为拥有资源的基本单位

      ② 并发性:不仅进程之间可以并发执行,同一个进程的多个线程之间也可并发执行

      ③ 拥有资源:进程是拥有资源的一个独立单位,线程不拥有系统资源,但可以访问隶属于进程的资源.

      ④ 系统开销:在创建或撤消进程时,由于系统都要为之分配和回收资源,导致系统的开销明显大于创建或撤消线程时的开销。

      

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