线程、程序、进程

线程与进程相似，但线程是一个比进程更小的执行单位。一个进程在其执行的过程中可以产生多个线程。与进程不同的是同类的多个线程共享同一块内存空间和一组系统资源，所以系统在产生一个线程，或是在各个线程之间作切换工作时，负担要比进程小得多，也正因为如此，线程也被称为轻量级进程。

　　线程特点：

　　• 轻量级进程

　　• 独立调度的基本单位

　　• 可并发执行

　　• 共享进程资源

程序是含有指令和数据的文件，被存储在磁盘或其他的数据存储设备中，也就是说程序是静态的代码，它是应用程序执行的蓝本。

进程是程序的一次执行过程，是系统运行程序的基本单位，因此进程是动态的。系统运行一个程序即是一个进程从创建，运行到消亡的过程。简单来说，一个进程就是一个执行中的程序，它在计算机中一个指令接着一个指令地执行着，同时，每个进程还占有某些系统资源如CPU时间，内存空间，文件，输入输出设备的使用权等等。换句话说，当程序在执行时，将会被操作系统载入内存中。线程 是进程划分成的更小的运行单位。线程和进程最大的不同在于基本上各进程是独立的，而各线程则不一定，因为同一进程中的线程极有可能会相互影响。从另一角度来说，进程属于操作系统的范畴，主要是同一段时间内，可以同时执行一个以上的程序，而线程则是在同一程序内几乎同时执行一个以上的程序段。

　　进程特点：

　　• 动态性

　　• 并发性

　　• 独立性
 

并发（Concurrent）和并行（Parallel）的区别

  • 解释一：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发生。
  • 解释二：并行是在不同实体上的多个事件，并发是在同一实体上的多个事件。
  • 解释三：并行是在多台处理器上同时处理多个任务。如 hadoop 分布式集群，并发是在一台处理器上“同时”处理多个任务。
　　所以并发编程的目标是充分的利用处理器的每一个核，以达到最高的处理性能。

并行(parallel)：指在同一时刻，有多条指令在多个处理器上同时执行。所以无论从微观还是从宏观来看，二者都是一起执行的。

并发(concurrency)：指在同一时刻只能有一条指令执行，但多个进程指令被快速的轮换执行，使得在宏观上具有多个进程同时执行的效果，但在微观上并不是同时执行的，只是把时间分成若干段，使多个进程快速交替的执行。
 
总结：

　　并行在多处理器系统中存在，而并发可以在单处理器和多处理器系统中都存在，并发能够在单处理器系统中存在是因为并发是并行的假象，并行要求程序能够同时执行多个操作，而并发只是要求程序假装同时执行多个操作（每个小时间片执行一个操作，多个操作快速切换执行）。

　　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进行一个以上的线程，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态.这种方式我们称之为并发（Concurrent）。

　　当系统有一个以上 CPU 时，则线程的操作有可能非并发。当一个 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）。

参考：简书

线程和进程的区别

 

进程间通信

进程间通信（IPC，InterProcess Communication）是指在不同进程之间传播或交换信息.

IPC的方式通常有管道（包括无名管道和命名管道）、消息队列、信号量、共享存储、socket、Streams等。其中 Socket和Streams支持不同主机上的两个进程IPC。

一、管道

管道，通常指无名管道，是 UNIX 系统IPC最古老的形式。

1、特点：

  1. 它是半双工的（即数据只能在一个方向上流动），具有固定的读端和写端。

  2. 它只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信（也是父子进程或者兄弟进程之间）。

  3. 它可以看成是一种特殊的文件，对于它的读写也可以使用普通的read、write 等函数。但是它不是普通的文件，并不属于其他任何文件系统，并且只存在于内存中。

二、FIFO

FIFO，也称为命名管道，它是一种文件类型。

1、特点

  1. FIFO可以在无关的进程之间交换数据，与无名管道不同。

  2. FIFO有路径名与之相关联，它以一种特殊设备文件形式存在于文件系统中。

三、消息队列

消息队列，是消息的链接表，存放在内核中。一个消息队列由一个标识符（即队列ID）来标识。

1、特点

  1. 消息队列是面向记录的，其中的消息具有特定的格式以及特定的优先级。

  2. 消息队列独立于发送与接收进程。进程终止时，消息队列及其内容并不会被删除。

  3. 消息队列可以实现消息的随机查询,消息不一定要以先进先出的次序读取,也可以按消息的类型读取。

四、信号量

信号量（semaphore）与已经介绍过的 IPC 结构不同，它是一个计数器。信号量用于实现进程间的互斥与同步，而不是用于存储进程间通信数据。

1、特点

  1. 信号量用于进程间同步，若要在进程间传递数据需要结合共享内存。

  2. 信号量基于操作系统的 PV 操作，程序对信号量的操作都是原子操作。

  3. 每次对信号量的 PV 操作不仅限于对信号量值加 1 或减 1，而且可以加减任意正整数。

  4. 支持信号量组。

五、共享内存

共享内存（Shared Memory），指两个或多个进程共享一个给定的存储区。

1、特点

  1. 共享内存是最快的一种 IPC，因为进程是直接对内存进行存取。

  2. 因为多个进程可以同时操作，所以需要进行同步。

  3. 信号量+共享内存通常结合在一起使用，信号量用来同步对共享内存的访问。

posted @ 2020-07-04 22:47  FireCode  阅读(473)  评论(0)  编辑  收藏  举报