进程和线程

概念

在学习操做系统的过程当中，"进程"、"线程"概念其实很模糊。不一样的上下文中，该名称指代的概念极可能是不一样的，概念的不清晰为学习和沟通带来障碍，因此，在最开始咱们先对齐概念。

不少书籍、文章里会这样来定义进程和线程：

• 进程：资源分配的最小单位；
• 线程：程序执行的最小单位；

其实这样的描述依然是不够具体的。

一个执行中的程序，实际上是由一组资源和（一个或者多个）执行实体组成的，每一个执行实体须要本身执行过程当中所必须的独有资源，全部的执行实体共享可共享资源。
这里的执行实体，就是线程；这里的执行实体和共享资源，就是进程。

进程中的资源

• （用户）虚拟地址空间

  • 栈：（运行中的）局部变量、函数参数、返回地址等
  • 堆：动态分配的内存
  • BSS 段：未初始化或初始值为 0 的全局变量和静态局部变量
  • 数据段：已初始化且初始值非 0 的全局变量和静态局部变量
  • 代码段：可执行代码、字符串字面值、只读变量
• 文件描述符（File Descriptor）

• 信号相关

  • 信号处理程序设置（这个设置能够在每一个线程中设置，可是整个进程的全部线程对该设置共享，以最后一次设置为准）
  • 信号屏蔽设置
• 信号量（这里的信号量跟上面的信号是两码事，上面的信号指的是中断，这里的信号量指的是进程间通讯的一种机制）

上述的全部资源中，加粗标记的为每一个线程中独有的资源，未加粗的为全部线程共享的资源。

关于虚拟地址空间，这里有张图比较方便咱们理解。这张图的详细解释

不少文章中会提到如下几个东西：

• 子进程

• 计数器和寄存器

  • 程序计数器（PC）

  • 寄存器

    • 指令寄存器（IR）
    • 地址寄存器

这其中，进程关系在 Linux 中实际上是使用独立的结构体进行存储的，经过内核提供的方法来获取，本质上不该该算是某种资源。其主体是内核 task_struct，后续咱们会展开详细描述。
而计数器和寄存器是体系结构相关的硬件实现，处于执行中的执行实体（线程）会使用这些硬件，因此也不能算是某种资源。

该段落拓展阅读：

• Linux虚拟地址空间布局
• 文件描述符（File Descriptor）简介
• 多线程信号总结

Linux 对进程和线程的实现（5.0.0 内核）

Linux 只有一个结构体来描述进程/线程—— task_struct，该文件位于 /linux/include/linux/sched.h。

这一结构体中有字段指向/描述相关资源和相互之间的关系，于是，该结构体更应该认为是一个“线程结构体”，而“线程结构体”上的这些对于相关资源和相互之间关系的描述，则构成了“进程”。

后面的笔记中会有对 task_struct 结构体的详细分析。

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参考

• Process - Wikipedia
• Thread - Wikipedia
• Light-weight process - Wikipedia
• 趣谈Linux操做系统 - 极客时间