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标题: 线程与进程的关系 [打印本页]

作者: beyes 时间: 2009-6-24 10:50
标题: 线程与进程的关系
线程是计算机中独立运行的最小单位，运行时占用很少的系统资源。由于每个线程占用的 CPU 时间是由系统分配的，因此可以把线程堪称操作系统分配 CPU 时间的基本单位。
在用户看来，多个线程是同时执行的，但从操作系统看来，各个线程是交替执行的。系统不停的在各个线程之间切换，每个线程只有在系统分配给它的时间片内才取得 CPU 的控制权(微观串行，宏观并行)，执行线程中的代码。( 注意：这里只是针对单 CPU 单核的情况；在多 CPU 多核的主机上，多个线程是可以同时运行的。)

Linux 支持多线程，它在一个进程内生成许多个线程。一个进程可以拥有一至多个线程。为什么在支持多进程的情况下还引入多线程呢？这是因为多线程相对于多进程有以下优点：

在多进程情况下，每个进程都有自己独立的地址空间，而在多线程的情况下，同一进程内的线程共享进程的地址空间。因此，创建一个新的进程时就要耗费时间来为其分配系统资源，而创建一个新的线程花费的时间则要小得多。

在系统调度方面，由于进程地址空间独立而线程共享地址空间，线程间的切换速度要远远快于进程间的切换速度。

在通信机制方面，进程间的数据空间相对独立，彼此通信要以专门的通信方式进行，通信时必须经过操作系统，而同一进程内的多个线程共享数据空间，一个线程的数据可以直接提供给其他线程使用，而不必经过操作系统。因此，线程间的通信更加方便和省时。

线程以上优点，可以概括为两个字“节约” ：节约资源、节约时间。这些对操作系统的设计来说是非常重要的。此外，线程还具有如下优点：

可以提高应用程序的响应速度。在图形界面程序中，如果有一个非常耗时的操作，它会导致其他操作不能进行而等待这个操作，此时界面响应用户操作的速度会变得很慢。多线程环境可以将这个非常耗时的操作由单独的线程来完成。这个线程在用完操作系统分配给它的时间片后，让出 CPU ，这样其他操作便有机会执行了。

可以提高多处理器的效率。现在许多计算机都采用多核技术。在这种情况下，可以让多个线程在不同的处理器上同时运行，从而大大提高执行速度。因此，多线程更能发挥硬件的潜力。

可以改善程序结构。对于处理多个命令的应用程序，可以将对每个命令的处理设计成一个线程，从而避免设计成大程序时造成的程序结构复杂。

虽然线程在进程内共享地址空间、打开的文件描述符等资源。但是线程也有似有的数据信息，包括：

线程号(thread ID) : 每个线程都有一个唯一的线程号一一对应。

寄存器( 包括程序计数器和堆栈指针 )

堆栈

信号掩码

优先级

程序似有的存储空间。

Linux 系统支持 POSIX 多线程接口，成为 pthread (Posix Thread).编写 Linux 下的的多线程应用程序，需要使用头文件 pthread.h，连接时需要使用库 libpthread.a 。

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