摘要:轻量级进程和内核线程是的关系。线程一个线程的本质是一组寄存器的状态,是操作系统对寄存器状态的抽象。
操作系统中的进程和线程 1.进程和线程的学习中容易混乱的地方
之所以觉得进程和线程难以理解,大概有这么几个原因:
进程,线程的概念是不断发展的,不同时期的书籍会有不同的阐述,如一开始内核不支持线程到后来内核开始支持线程
经典的书籍如《现代操作系统》多是从原理的角度去说,高屋建瓴,但是难以有切身感受
操作系统对进程和线程的实现也是不同的,架构者对进程和线程的理念有所不同,Linux和Windows内核对线程的实现不同。
2.进程模型的演变最初,进程的内涵分为两个方面:
调度,执行的基本单位
最初操作系统不支持线程的概念,内核中维护着进程的各种信息,如运行状态,优先级,寄存器等,也就是说OS可以根据这些信息调度和执行进程。
资源所有权
包括程序,数据,文件,socket 等资源。
将两个独立的功能分离,出现了线程的概念:
作为执行与调度的基本单位——thread
资源所有权: process
这也就是经常说的:"process是资源容器,thread是执行单位"。这样带来的巨大好处是:
线程的创建成本远远低于进程,因为线程中包含的数据量少于进程,线程只需要执行相关的数据即可,如,pc,寄存器,栈,执行状态
进程中的线程共享地址空间,进程间的通信的代价远大于线程间的通信。
3.三种线程模型彼时操作系统没有提供对线程的支持,只是在应用层面实现了线程,操作系统并不知道,,内核维护着进程表,仍然以进程为单位进行系统调用。进程自身维护着线程表,维护线程的状态。
优势
不用切换到内核态,性能极佳,
进程自己可以有定制的调度算法
在不支持多线程的操作系统实现多线程程序,如DOS
劣势
对线程的操作,如创建,调度,都是应用程序实现,导致编程困难
因为操作系统只知进程不知线程,也就只能调度进程而无法调度线程,所有只要一个线程所在的进程发生了阻塞,那操作系统即阻塞该进程,那么该进程的其他线程也就无法被调度,相当于阻塞了。目前使用用户线程的程序越来越少了。
后来,操作系统内核开始支持线程,就出现了内核级线程模型。这种线程模型中,内核维护着进程表和线程表,也就是说,内核可以对线程直接进行调度,
优势
内核的调度粒度小至线程,就不会出现用户级进程那种阻塞了进程,进程中所有线程都被迫“阻塞”的情况,内核线程被阻塞,不会导致进程被阻塞,进程中的其他线程依然可以继续执行
劣势
开销挺大,从用户态到内核态的切换有一定的开销
支持的线程总量较小,因为内核线程占据内核的空间,而内核所持有的空间是有限的
一般而言,程序不会直接使用内核线程,而是使用内核线程的高级接口——轻量级进程。轻量级进程和内核线程是1:1的关系。
有些操作系统支持,如Solaris平台。比较主流的windows和linux不支持。
4.概括进程和线程的本质进程:当用户启动一个应用,系统将程序的源码和数据从磁盘加载到内存中,并且开始执行他的源码。一个进程即一个正被执行中的程序。与程序不同, 一个进程是一个活跃的实体 ,并且包含了程序作为单个实例在执行期间状态的快照。
线程:一个线程的本质是一组寄存器的状态,是操作系统对寄存器状态的抽象。
5.特殊的Linux线程实现Linux对进程与线程的实现比较特殊,对于Linux内核来说,并不存在线程的说法,但是Linux中进程与进程可以是有区别的。对于linux内核来说,只有进程,创建进使用系统调用clone,可通过设置该方法的参数设置进程是否共享某些数据,比如:
fork():创建子进程,通过调用0共享的clone,创建的进程是完全复制父进程的数据,二者不共享不可见。
pthread_create:通过调用最多共享的clone实现,就相当于一般意义上的线程了。
可以看到Linus对进程与线程的观点:
Linus的观点,Re: proc fs and shared pids
文章版权归作者所有,未经允许请勿转载,若此文章存在违规行为,您可以联系管理员删除。
转载请注明本文地址:https://www.ucloud.cn/yun/69444.html
摘要:父进程调用创建子进程。因而,一个进程的第一个线程会随着这个进程的启动而创建,这个线程被称为该进程的主线程。另一方面,线程不可能独立于进程存在。终止线程线程可以通过多种方式来终结同一个进程中的其他线程。 前言 不积跬步,无以至千里;不积小流,无以成江海。在学习Java多线程相关的知识前,我们首先需要去了解一点操作系统的进程、线程以及相关的基础概念。 进程 通常,我们把一个程序的执行称为一...
摘要:进程一般由程序数据集进程控制块三部分组成。线程概述线程的出现是为了降低上下文切换的消耗,提高系统的并发性。线程突破了一个进程只能干一件事的缺陷,使到进程内并发成为可能。进程与线程的关系进程是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动。 进程概述 进程:正在运行的程序,是系统进行资源分配和调用的独立单位。 进程就是一个程序在一个数据集上的一次动态执行过程。 进程一般由程序、数据集、进...
阅读 1401·2021-11-25 09:43
阅读 2508·2021-09-24 10:30
阅读 3588·2021-09-06 15:02
阅读 3559·2019-08-30 15:55
阅读 3251·2019-08-30 15:53
阅读 1561·2019-08-30 15:52
阅读 2116·2019-08-30 14:21
阅读 1895·2019-08-30 13:55