进程线程协程

Posted 2020-11-30 simple-record

进程

进程是系统分配资源和调度的基本单位， 每个CPU同一时刻只能处理一个进程。进程拥有程序代码段、打开的文件、数据资源、独立的内存空间。
进程的局限性是创建、撤销、切换的开销比较大。

线程

线程是程序执行的最小单位，线程从属于进程，是程序的实际执行者。一个进程至少包含一个主线程，也可以有更多的子线程；线程拥有自己的栈空间。
线程的优点：减小了程序并发执行的开销，提高了系统的并发性能。
线程的缺点：线程没有自己的系统资源，只有运行时不可缺少的资源，但是同一进程的各线程可以共享进程所拥有的系统资源。对于某些独占资源存在锁机制，处理不当会出现死锁。

协程

协程是一种用户态的轻量级线程；协程调度完全由用户控制，没有线程切换的系统资源开销。
优点：协程执行效率高。因为子程序切换不是线程切换，由程序自身控制，没有线程切换的开销。协程不需要多线程的锁机制。在协程中控制共享资源不加锁，只需要判断状态就好

区别与联系

• 进程与线程

1、资源方面：进程间相互独立，同一进程的各线程间共享。某进程内的线程在其他进程不可见
2、通信：进程间通信IPC，进程间可以直接读写进程数据段进行通信——需要进程同步和互斥手段辅助，以保证数据的一致性
3、调度和切换：线程上下文切换比进程上下文切换要快的多
4、在多线程OS中，线程不是一个可执行的实体

• 线程与协程

• 1、线程是操作系统调度，协程是应用系统自己调度。
• 2、协程的栈空间是可以动态调整的，线程的栈空间是固定大小的
• 3、线程进程都是同步机制，而协程则是异步
• 4、协程能保留上一次调用时的状态，每次过程重入时，就相当于进入上一次调用的状态
• 5、一个线程可以多个协程，一个进程也可以单独拥有多个协程

线程调度策略

• 时间片轮转
• 先来先服务
• 基于优先权调度算法
• 多队列调度
• 最短作业优先

线程的主要状态

• 初始(NEW)：新创建了一个线程对象，但还没有调用start()方法。
• 运行(RUNNABLE)：线程对象创建后，其他线程(比如main线程）调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中，等待被线程调度选中，获取cpu 的使用权，此时处于就绪状态（ready）。
• RUNNING:就绪状态的线程在获得cpu时间片后变为运行中状态。
• 阻塞(BLOCKED)：表线程阻塞于锁。
• 等待(WAITING)：进入该状态的线程需要等待其他线程做出一些特定动作（通知或中断）。
• 超时等待(TIME_WAITING)：该状态不同于WAITING，它可以在指定的时间内自行返回。
• 终止(TERMINATED)：表示该线程已经执行完毕。