作者:zhonyong
链接:https://www.zhihu.com/question/25532384/answer/81152571
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一句概括的总论:进程和线程都是一个时间段的描述,是CPU工作时间段的描述。(进程是资源分配的最小单位,线程是CPU调度的最小单位)
下面细说背景:CPU+RAM+各种资源(比如显卡,光驱,键盘,GPS, 等等外设)构成我们的电脑,但是电脑的运行,实际就是CPU和相关寄存器以及RAM之间的事情。
一个最最基础的事实:CPU太快,太快,太快了,寄存器仅仅能够追的上他的脚步,RAM和别的挂在各总线上的设备完全是望其项背。那当多个任务要执行的时候怎么办呢?轮流着来?或者谁优先级高谁来?不管怎么样的策略,一句话就是在CPU看来就是轮流着来。
一个必须知道的事实:执行一段程序代码,实现一个功能的过程介绍 ,当得到CPU的时候,相关的资源必须也已经就位,就是显卡啊,GPS啊什么的必须就位,然后CPU开始执行。这里除了CPU以外所有的就构成了这个程序的执行环境,也就是我们所定义的程序上下文。当这个程序执行完了,或者分配给他的CPU执行时间用完了,那它就要被切换出去,等待下一次CPU的临幸。在被切换出去的最后一步工作就是保存程序上下文,因为这个是下次他被CPU临幸的运行环境,必须保存。
串联起来的事实:前面讲过在CPU看来所有的任务都是一个一个的轮流执行的,具体的轮流方法就是:先加载程序A的上下文,然后开始执行A,保存程序A的上下文,调入下一个要执行的程序B的程序上下文,然后开始执行B,保存程序B的上下文。
========= 重要的东西出现了========
进程和线程就是这样的背景出来的,两个名词不过是对应的CPU时间段的描述,名词就是这样的功能。
进程就是包换上下文切换的程序执行时间总和 = CPU加载上下文+CPU执行+CPU保存上下文
线程是什么呢?进程的颗粒度太大,每次都要有上下的调入,保存,调出。如果我们把进程比喻为一个运行在电脑上的软件,那么一个软件的执行不可能是一条逻辑执行的,必定有多个分支和多个程序段,就好比要实现程序A,实际分成 a,b,c等多个块组合而成。那么这里具体的执行就可能变成:程序A得到CPU =》CPU加载上下文,开始执行程序A的a小段,然后执行A的b小段,然后再执行A的c小段,最后CPU保存A的上下文。这里a,b,c的执行是共享了A的上下文,CPU在执行的时候没有进行上下文切换的。这里的a,b,c就是线程,也就是说线程是共享了进程的上下文环境,的更为细小的CPU时间段。
到此全文结束,再一个总结:进程和线程都是一个时间段的描述,是CPU工作时间段的描述,不过是颗粒大小不同。
另外一个角度理解:
在早期计算机是没有线程这么一说的,进程就是最基本的运行单位,包含静态的资源和动态的计算,特意将动态和静态两个词语强调了一下,是因为随着计算机性能的提升,和系统设计的改进,为了避免进程间调度带来的资源开销,同时提升系统的并发性能,于是在进程中引入了线程的概念,专门来负责程序的动态部分。
以现在的windows系统为例,线程专门来描述系统的动态计算,是系统调度和运行的基本单位,而现在的进程已经是一种静态的概念,可以理解成为一个或多个线程提供共享资源的上下文容器,更多强调的是系统的资源,包括memory及设备的统称,已经不再强调动态特性,而这些动态的特性已经被转移到线程身上。所以可以简单总结为
1.进程是一个资源的容器,为进程里的所有线程提供共享资源,是对程序的一种静态描述。
2.线程是计算机最小的调度和运行单位,是对程序的一种动态描述。
一静一动,正好组成了完整的程序
作者:AndyChen
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