进程、线程、协程
一、线程与进程
1.概念
进程:是资源分配的基本单位,每一个进程都有它自己的地址空间,是正在运行的程序的实例。一般情况下,包括文本区域(text region)、数据区域(data region)和堆栈(stack region)。
- 文本区域存储处理器执行的代码;
- 数据区域存储变量和进程执行期间使用的动态分配的内存;
- 堆栈区域存储着活动过程调用的指令和本地变量。
- 切换:1.使用新的地址空间;2.使用新的内核栈;3.使用新的硬件
线程:是程序执行的最小单元,是分配CPU的基本单位, 是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位。
- 线程间的通信可以直接使用全局变量,这就涉及到多个线程读写同一个变量,导致不可预期的错误,所以引入了互斥锁机制(空闲状态和上锁状态)。
- 切换:1.切换内核栈;2,使用新的硬件;相对于进程少了地址的切换。
协程:是属于线程的,是用户级线程,又可以称为微线程。
- 切换时仅仅将当前的程序保存栈,只是程序员手动切换,对于系统还是原来的线程,并没有发生改变,所以没有上下文的切换的消耗。
- 一般使用迭代器或者生成器完成。
- 第三方gevent对python提供了比较完善的支持,一般gevent会在执行到IO操作时,会做切换操作。
2.区别
1).线程与资源分配无关,它属于某一个进程,并与进程内的其他线程一起共享进程的资源。
2).每个进程都有自己一套独立的资源(数据),供其内的所有线程共享。
3).一个进程内的线程通信比进程之间的通信更快速,有效。(因为共享变量)
4).系统开销:线程比进程更加的轻量级,线程更容易创建、销毁,系统开销更小。
5).线程主要是为了提高cpu的利用率
二.多线程与多进程
多线程:同一时刻执行多个线程。用浏览器一边下载,一边听歌,一边看视频,一边看网页。
多进程:同时执行多个程序。如,同时运行YY,QQ,以及各种浏览器。
三.并发与并行
1.概念
并发:当有多个线程在操作时,如果系统只有一个CPU,则它根本不可能真正同时运行一个以上的线程,它只能把CPU运行时间划分成若干个时间段,再将时间段分配给各个线程执行,在一个时间段的线程代码运行时,其它线程处于挂起状。这种方式我们称之为并发(Concurrent)。
并行:当系统有多个CPU时,则线程的操作有可能非并发。一个CPU执行一个线程时,另一个CPU可以执行另一个线程,两个线程互不抢占CPU资源,可以同时进行,这种方式我们称之为并行(Parallel)。
2.区别
并发和并行是即相似又有区别的两个概念,并行是指两个或者多个事件在同一时刻发生;而并发是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。在多道程序环境下,并发性是指在一段时间内宏观上有多个程序在同时运行,但在单处理机系统中,每一时刻却仅能有一道程序执行,故微观上这些程序只能是分时地交替执行。倘若在计算机系统中有多个处理机,则这些可以并发执行的程序便可被分配到多个处理机上,实现并行执行,即利用每个处理机来处理一个可并发执行的程序,这样,多个程序便可以同时执行。