理解进程与线程

阮一峰 运维之美 2016-09-29

进程(process)和线程(thread)是操作系统的基本概念,但是它们比较抽象,不容易掌握。


最近,我读到一篇材料,发现有一个很好的类比,可以把它们解释地清晰易懂。

1



计算机的核心是CPU,它承担了所有的计算任务。它就像一座工厂,时刻在运行。

2



假定工厂的电力有限,一次只能供给一个车间使用。也就是说,一个车间开工的时候,其他车间都必须停工。背后的含义就是,单个CPU一次只能运行一个任务。

3



进程就好比工厂的车间,它代表CPU所能处理的单个任务。任一时刻,CPU总是运行一个进程,其他进程处于非运行状态。

4



一个车间里,可以有很多工人。他们协同完成一个任务。

5



线程就好比车间里的工人。一个进程可以包括多个线程。

6



车间的空间是工人们共享的,比如许多房间是每个工人都可以进出的。这象征一个进程的内存空间是共享的,每个线程都可以使用这些共享内存。

7



可是,每间房间的大小不同,有些房间最多只能容纳一个人,比如厕所。里面有人的时候,其他人就不能进去了。这代表一个线程使用某些共享内存时,其他线程必须等它结束,才能使用这一块内存。

8



一个防止他人进入的简单方法,就是门口加一把锁。先到的人锁上门,后到的人看到上锁,就在门口排队,等锁打开再进去。这就叫"互斥锁"(Mutual exclusion,缩写 Mutex),防止多个线程同时读写某一块内存区域。

9



还有些房间,可以同时容纳n个人,比如厨房。也就是说,如果人数大于n,多出来的人只能在外面等着。这好比某些内存区域,只能供给固定数目的线程使用。

10



这时的解决方法,就是在门口挂n把钥匙。进去的人就取一把钥匙,出来时再把钥匙挂回原处。后到的人发现钥匙架空了,就知道必须在门口排队等着了。这种做法叫做"信号量"(Semaphore),用来保证多个线程不会互相冲突。


不难看出,mutex是semaphore的一种特殊情况(n=1时)。也就是说,完全可以用后者替代前者。但是,因为mutex较为简单,且效率高,所以在必须保证资源独占的情况下,还是采用这种设计。

11



操作系统的设计,因此可以归结为三点:


(1)以多进程形式,允许多个任务同时运行;


(2)以多线程形式,允许单个任务分成不同的部分运行;


(3)提供协调机制,一方面防止进程之间和线程之间产生冲突,另一方面允许进程之间和线程之间共享资源。

来源:阮一峰的网络日志

原文:http://t.cn/zTXkzXP

题图:来自谷歌图片搜索

版权:本文版权归原作者所有


更多精彩热文:




本站仅按申请收录文章,版权归原作者所有
如若侵权,请联系本站删除
觉得不错,分享给更多人看到
运维之美 热门文章:

理解Linux系统负荷    阅读/点赞 : 793/8

Linux/Unix目录结构的来历    阅读/点赞 : 553/6

通过Nginx反向代理实现IP分流    阅读/点赞 : 527/6

如何正确设置CRON定时任务    阅读/点赞 : 511/8

十张图看懂未来的大数据世界    阅读/点赞 : 497/6

理解进程与线程    阅读/点赞 : 472/13

用SSH+Proxychains-NG快速建立透明代理    阅读/点赞 : 386/7

感谢你们——2,000+位关注者    阅读/点赞 : 153/7

运维之美 微信二维码

运维之美 微信二维码

数据

阅读 472
点赞 13
更新 10月1日 4:26