进程和线程的关系及区别，进程间如何通讯，线程间如何通讯

Posted 2020-11-27 hericwan

1 定义

进程：进程是程序处理机上的一次执行过程， 它是一个动态的概念，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

线程：进程的一个实体，是CPU运行调度的基本单位，它是比进程更小的能独立运行的基本单位。线程自己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。

 

2 关系

一个线程可以创建和撤销另一个线程；同一个进程中的多个线程之间可以并发执行；

相对进程而言，线程是一个更加接近于执行体的概念，它可以与同进程中的其他线程共享数据，但拥有自己的栈空间，拥有独立的执行序列。

 

3 区别

(1)、地址空间：同一进程的线程共享本进程的地址空间，而进程之间则是独立的地址空间；

(2)、资源拥有：同一进程内的线程共享本进程的资源，但是进程之间的资源是独立的；

(3)、一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其他进程产生影响，但是一个线程崩溃整个进程都死掉，所以多进程要比多线程健壮；

(4)、进程切换时，消耗的资源大，效率高。所以涉及到频繁的切换时，使用线程要好于进程。同样如果要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程不能用进程；

(5)、执行过程：每个独立的进程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序出口。但是线程不能独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。

(6)、线程是处理器调度的基本单位，但是进程不是。

 

4 进程通讯

(1)、管道( pipe )： 

管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。

(2)、有名管道 (namedpipe) ： 

有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。

(3)、信号量(semophore ) ： 

信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。

(4)、消息队列( messagequeue ) ： 

消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。

(5)、信号 (sinal ) ： 

信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生。

(6)、共享内存(shared memory ) ： 

共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号两，配合使用，来实现进程间的同步和通信。

(7)、套接字(socket ) ： 

套接口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同设备及其间的进程通信。 

 

5 线程通信

(1)、锁机制：包括互斥锁、条件变量、读写锁

a. 互斥锁提供了以排他方式防止数据结构被并发修改的方法。

b. 读写锁允许多个线程同时读共享数据，而对写操作是互斥的。

c. 条件变量可以以原子的方式阻塞进程，直到某个特定条件为真为止。对条件的测试是在互斥锁的保护下进行的。条件变量始终与互斥锁一起使用。

(2)、信号量机制(Semaphore)：包括无名线程信号量和命名线程信号量

(3)、信号机制(Signal)：类似进程间的信号处理线程间的通信目的主要是用于线程同步，所以线程没有像进程通信中的用于数据交换的通信机制。

 

并行：两个任务同时运行(多个CPU)

并发：指两个任务同时请求运行，处理器一次只能接受一个任务，就会把两个任务安排轮流执行，由于CPU时间片运行时间很短，就会感觉两个任务同时执行。