线程和进程的区别和联系

1. 线程是什么

一个线程就是一个 "执行流". 每个线程之间都可以按照顺讯执行自己的代码. 多个线程之间 "同时" 执行着多份代码.

想象你正在厨房准备一顿丰盛的晚餐------这就是一个"进程"。在这个厨房里,你有三个"执行流"(线程)在同时工作:煮饭的线程正在按照"洗米→加水→启动电饭煲"的顺序默默工作;煲汤的线程正执行着"准备食材→加水炖煮→调味"的流程;而炒菜的线程则在按顺序"切菜→热油→翻炒→装盘"。这三个线程各自按照自己的代码顺序执行,却同时进行着------电饭煲煮着饭、汤锅炖着汤、炒锅里翻着菜,它们并行不悖,共同推进着"完成晚餐"这个总任务。这就像多线程编程中,每个线程都有自己的任务序列,但计算机能让它们在微观上交替执行、宏观上同时推进,大大提高了整体效率。

2. 为啥要有线程

首先, "并发编程" 成为 "刚需".

  • 单核 CPU 的发展遇到了瓶颈. 要想提高算力, 就需要多核 CPU. 而并发编程能更充分利用多核 CPU资源.
  • 有些任务场景需要 "等待 IO", 为了让等待 IO 的时间能够去做一些其他的工作, 也需要用到并发编程.

其次, 虽然多进程也能实现 并发编程, 但是线程比进程更轻量.

  • 创建线程比创建进程更快.
  • 销毁线程比销毁进程更快.
  • 调度线程比调度进程更快.

最后, 线程虽然比进程轻量, 但是人们还不满足, 于是又有了 "线程池"(ThreadPool) 和 "协程"

(Coroutine)

3. 进程和线程的区别

进程是包含线程的. 每个进程至少有一个线程存在,即主线程。

进程和进程之间不共享内存空间. 同一个进程的线程之间共享同一个内存空间.

想象现在是小区里的两家邻居同时在做晚饭 ------张阿姨家和刘奶奶家,这就是两个独立的进程。

进程间的隔离 :张阿姨在自己的厨房(进程A的内存空间)里,有她的电饭煲、炒锅、调料架;刘奶奶在隔壁厨房(进程B的内存空间)里,也有自己全套独立的厨具和食材。张阿姨无法直接取用 刘奶奶家的酱油,刘奶奶也看不到 张阿姨锅里煮着什么。如果张阿姨家突然停电(进程A崩溃),她的晚饭做不成了,但刘奶奶家的晚餐还能照常进行------这就是进程间不共享内存空间。

线程间的共享 :现在聚焦到张阿姨家自己的厨房(一个进程内) 。张阿姨同时在用三个灶具:左边灶台煮汤(线程A),中间灶台炒菜(线程B),右边灶台蒸鱼(线程C)。这三个"线程"完全共享同一个厨房空间 :炒菜的线程发现盐快用完了,可以直接从共享的调料区(共享内存)取用;煮汤的线程需要加水,转身就能用到水池(共享资源);蒸鱼的线程看到共享的计时器(共享变量)显示还剩5分钟,就提前准备盘子。更重要的是,张阿姨本人(主线程)可以随时查看每个灶台的状态,协调整个烹饪过程------因为所有操作都在同一个厨房空间里实时共享信息。

  • 进程是系统分配资源的最小单位,线程是系统调度的最小单位。

总结:

特性 进程 线程
资源拥有 独立资源 共享进程资源
通信方式 IPC机制 共享内存
创建开销 大 小
切换开销 大 小
独立性 强,互相隔离 弱,互相影响
数据同步 不需要 需要同步机制
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