进程、线程、协程（转）

进程是执行着的应用程序，而线程是进程内部的一个执行序列。一个进程能够有多个线程。线程又叫作轻量级进程。

 

进程是让操做系统的伪并发性成为可能

线程是让进程里面内部子任务的并发成为可能

最终目标是提升cpu的利用率

 

进程是系统分配的最小单元，线程是cpu调度的最小单元

进程是具备必定功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，进程是系统进行资源调度和分配的一个独立单位。

线程是进程的实体，是CPU调度和分派的基本单位，它是比进程更小的能独立运行的基本单位。

一个进程能够有多个线程，多个线程也能够并发执行

 

进程的生命周期：建立-就绪-运行-等待-死亡

线程的生命周期：新建-就绪-运行-阻塞-等待-锁池-死亡

 

二者的对比：

一、调度方面：在引入线程的OS中，线程是独立的调度和分派单位，而进程做为资源的拥有单位(至关于把未引入线程的传统OS中的进程的两个属性分开了)。因为线程不拥有资源，所以能够显著的提升并发度以及减小切换开销。

二、并发性：引入了线程的OS中，进程间能够并发，并且一个进程内部的多个线程之间也是能够并发的，这就使OS具备更好的并发性，有效的提升了系统资源利用率和吞吐量。

三、拥有资源：不管OS是否支持线程，进程都是基本的资源拥有单位，线程只拥有不多的基本的资源，可是线程能够访问所隶属的进程的资源（进程的代码段，数据段和所拥有的系统资源如fd）

四、系统开销：建立或者撤销进程的时候，系统要为之建立或回收PCB，系统资源等，切换时也须要保存和恢复CPU环境。而线程的切换只须要保存和恢复少许的寄存器，不涉及存储器管理方面的工做，因此开销较小。此外，统一进程中的多个线程因为共享地址空间，因此通讯同步等都比较方便。

 

如何理解一个程序能够对应多个进程，一个进程也能够对应多个程序？

        一个程序能够重复运行，开几个窗口，好比网游的“双开”，一个进程能够对应多个程序就是一个DLL文件能够被多个程序运用，好比DirectX9的动态连接库，就是，许多游戏都要有它才能运行。这就如同的车和路的关系，要去一个地方,能够有多条路，而一条路也可到达多个地方。

 

 

从其余方面诠释：

        一开始你们想要同一时间执行那么三五个程序，你们能一块跑一跑。特别是UI什么的，别一上计算量比较大的玩意就跟死机同样。因而就有了并发，从程序员的角度能够当作是多个独立的逻辑流。内部能够是多cpu并行，也能够是单cpu时间分片，能快速的切换逻辑流，看起来像是你们一块跑的就行。

        可是一块跑就有问题了。我计算到一半，刚把屡次方程解到最后一步，你忽然插进来，个人中间状态咋办，我用来储存的内存被你覆盖了咋办？因此跑在一个cpu里面的并发都须要处理上下文切换的问题。进程就是这样抽象出来的一个概念，搭配虚拟内存、进程表之类的东西，用来管理独立的程序运行、切换。

        后来一个电脑上有了好几个cpu，好咧，你们都别闲着，一人跑一个进程。就是所谓的并行。

        由于程序的使用涉及大量的计算机资源配置，把这活随意的交给用户程序，很是容易让整个系统分分钟被搞跪，资源分配也很难作到相对的公平。因此核心的操做须要陷入内核(kernel)，切换到操做系统，让老大帮你来作。

        有的时候碰着I/O访问，阻塞了后面全部的计算。空着也是空着，老大就直接把CPU切换到其余进程，让人家先用着。固然除了I\O阻塞，还有时钟阻塞等。一开始你们都这样弄，后来发现不成，太慢了。为啥呀，一切换进程得反复进入内核，置换掉一大堆状态。进程数一高，大部分系统资源就被进程切换给吃掉了。后来搞出线程的概念，大体意思就是，这个地方阻塞了，但我还有其余地方的逻辑流能够计算，这些逻辑流是共享一个地址空间的，不用特别麻烦的切换页表、刷新TLB，只要把寄存器刷新一遍就行，能比切换进程开销少点。

        若是连时钟阻塞、 线程切换这些功能咱们都不须要了，本身在进程里面写一个逻辑流调度的东西。那么咱们便可以利用到并发优点，又能够避免反复系统调用，还有进程切换形成的开销，分分钟给你上几千个逻辑流不费力。这就是用户态线程。

        从上面能够看到，实现一个用户态线程有两个必需要处理的问题：一是碰着阻塞式I\O会致使整个进程被挂起；二是因为缺少时钟阻塞，进程须要本身拥有调度线程的能力。若是一种实现使得每一个线程须要本身经过调用某个方法，主动交出控制权。那么咱们就称这种用户态线程是协做式的，便是协程。

        本质上协程就是用户空间下的线程。

 

用户线程与内核线程

       根据操做系统内核是否对线程可感知，能够把线程分为内核线程和用户线程。

引入用户线程，具体而言，有如下四个方面的优点：

    （1）能够在不支持线程的操做系统中实现。
    （2）建立和销毁线程、线程切换代价和线程管理的代价比内核线程少得多。
    （3）容许每一个进程定制本身的调度算法，线程管理比较灵活。
    （4）用户线程可以利用的表空间和堆栈空间比内核级线程多。

用户线程的缺点主要有如下两点：
    （1）同一进程中只能同时有一个线程在运行，若是有一个线程使用了系统调用而阻塞，那么整个进程都会被挂起。
    （2）页面失效也会产生相似的问题。

 

参考连接：

https://mp.weixin.qq.com/s/zuWRx1FGuBC-_HwuA7jK3w原文：https://blog.csdn.net/qq_35642036/article/details/82798749