Чем процесс отличается от потока
Видео: Урок 33. Процессы и потоки в операционной системе
Содержание
Основное различие между процессом и потоком состоит в том, что процесс — это исполняемая программа, в то время как поток — это небольшая исполнительная единица в процессе.
Программа — это набор инструкций для выполнения определенной задачи. Процесс — это исполняемая программа. Это не программа, но это больше, чем это. Другими словами, программа является пассивной сущностью, тогда как процесс является активной сущностью. Когда программа выполняется, она становится процессом. С другой стороны, поток — это небольшая исполнительная единица, которая принадлежит процессу. Процессы тяжелые, но потоки легкие. Поэтому один процесс делится на несколько потоков для эффективности.
Ключевые области покрыты
1. Что такое процесс
— определение, функциональность
2. Что такое нить
— определение, функциональность
3. Связь между процессом и потоком
– План ассоциации
4. Разница между процессом и потоком
— Сравнение основных различий
Основные условия
Процесс, поток, операционная система
Что такое процесс?
Процесс — это исполняемая программа. Когда программист пишет программу и выполняет ее, эта программа становится процессом. Он выполняет задачи в соответствии с инструкциями программы.
Когда процесс загружается в память, он далее делится на четыре сегмента. Это стек, куча, текст и данные. Стеки хранят временные данные, такие как параметры функции и локальные переменные. Куча динамически распределяет память для процесса во время выполнения. Текстовый раздел содержит содержимое регистров процессора и значение счетчика программы. Раздел данных содержит статические и глобальные переменные.
Процесс проходит через несколько состояний. Они заключаются в следующем.
Рисунок 2: Состояния процесса
новый — процесс создает в новом состоянии
готовы — В состоянии готовности процесс ожидает назначения процессору, чтобы он мог работать. Процесс может прийти в это состояние после начального состояния. Кроме того, когда планировщик назначает ЦП процессу, в то время как другой процесс уже выполняется, этот уже выполняющийся процесс переходит в состояние готовности.
Бег — В рабочем состоянии процесс назначается процессору, и он выполняет инструкции.
ждущий — состояние ожидания отражает, что процесс ожидает какого-то события; например, ожидание, пока файл не станет доступным, или ожидание завершения ввода-вывода.
Нагрузочный — Состояние завершения указывает, что процесс завершил выполнение. Теперь можно удалить его из основной памяти.
Кроме того, операционная система поддерживает блок управления процессом (PCB) для каждого процесса. Он содержит информацию о процессе, такую как идентификатор процесса (PID), счетчик программ, регистры ЦП, информация о планировании ЦП, информация об управлении памятью и информация о состоянии ввода-вывода. PCB удаляется после завершения процесса.
Что такое тема
Поток является исполнительной единицей и содержит программный счетчик, стек и набор регистров. Это легкий процесс. Поток не может существовать вне процесса, и каждый поток принадлежит процессу. Существует два типа потоков: пользовательские потоки и потоки ядра. Пользовательские потоки — это потоки, управляемые пользователем, а потоки ядра поддерживаются и управляются ядром.
Рисунок 2: Поток и процесс
В компьютерной системе неэффективно создавать процессы для каждой задачи, поскольку она требует больше ресурсов. Следовательно, процесс делится на несколько подпроцессов, и каждый подпроцесс выполняет подзадачу. Этот подпроцесс представляет собой единое целое в процессе и называется потоком. Разделение процесса на несколько потоков и параллельное выполнение этих потоков называется многопоточностью. Следовательно, потоки улучшают производительность приложения за счет параллелизма.
В основном потоки обеспечивают параллелизм внутри процесса. Кроме того, потоки улучшают использование в многопроцессорных архитектурах для повышения эффективности.
Отношения между процессом и потоком
- Нить — это легкий процесс.
Разница между процессом и потоком
Определение
Процесс — это экземпляр выполняемой компьютерной программы. Поток — это компонент процесса, который является самой маленькой исполнительной единицей.
Процесс является тяжелым, а поток — легким.
Переключение
Переключение процессов требует взаимодействия с операционной системой. Напротив, переключение потоков теперь требует взаимодействия с операционной системой.
Пространство памяти
Каждый процесс имеет свое собственное пространство памяти. Процесс не делит память с другими процессами. Потоки используют память процесса, которому они принадлежат. Таким образом, потоки разделяют память с другими потоками того же процесса.
Требование к ресурсам
Процесс требует больше ресурсов. Поток требует минимальных ресурсов.
Создание
Трудно создать процесс. Это проще создать тему.
связь
Межпроцессное взаимодействие медленное, потому что у каждого процесса свой адрес памяти. Напротив, взаимодействие между потоками происходит быстро, потому что потоки совместно используют один и тот же адрес памяти процесса, которому они принадлежат.
зависимость
В многопроцессорной среде каждый процесс выполняется независимо. Но поток может читать, записывать или изменять данные другого потока.
Заключение
Разница между процессом и потоком заключается в том, что процесс — это исполняемая программа, а поток — это небольшая исполнительная единица в процессе. Создание процесса сложно, но создание потока экономично. Кроме того, процессы требуют значительных ресурсов, а потоки требуют минимальных ресурсов.
Ссылка:
1. «Что такое процесс?» Python Реляционные и логические операторы | Studytonight,
4) Процесс против потока
Процесс – это выполнение программы, которая позволяет вам выполнять соответствующие действия, указанные в программе. Его можно определить как исполнительный модуль, в котором выполняется программа. ОС помогает вам создавать, планировать и завершать процессы, используемые процессором. Другие процессы, созданные основным процессом, называются дочерними процессами.
Операциями процесса можно легко управлять с помощью PCB (Блок управления процессом). Вы можете рассматривать его как мозг процесса, который содержит всю важную информацию, связанную с обработкой, такую как идентификатор процесса, приоритет, состояние и содержимое регистра ЦП и т. Д.
В этом уроке «Процесс против потока» вы узнаете:
Что такое тема?
Поток – это исполняющая единица, которая является частью процесса. Процесс может иметь несколько потоков, причем все они выполняются одновременно. Это единица выполнения в параллельном программировании. Поток легок и может управляться планировщиком независимо. Это поможет вам улучшить производительность приложения, используя параллелизм.
Несколько потоков обмениваются информацией, такой как данные, код, файлы и т. Д. Мы можем реализовать потоки тремя различными способами:
- Потоки уровня ядра
- Пользовательские темы
- Гибридные нити
Свойства процесса
Вот важные свойства процесса:
- Создание каждого процесса требует отдельных системных вызовов для каждого процесса.
- Это изолированная исполнительная сущность, которая не разделяет данные и информацию.
- Процессы используют механизм IPC (межпроцессное взаимодействие) для связи, который значительно увеличивает количество системных вызовов.
- Управление процессами требует больше системных вызовов.
- У процесса есть свой стек, куча памяти с памятью и карта данных.
Свойства нити
Вот важные свойства Thread:
- Один системный вызов может создать более одного потока
- Потоки обмениваются данными и информацией.
- Потоки разделяют инструкции, глобальные области и области кучи. Однако у него есть свой регистр и стек.
- Управление потоками потребляет очень мало или не требует системных вызовов из-за связи между потоками, которая может быть достигнута с помощью разделяемой памяти.
Разница между процессом и потоком
Вот важные различия между процессом и потоком
| параметр | Обработать | Нить |
|---|---|---|
| Определение | Процесс означает, что программа выполняется. | Поток означает сегмент процесса. |
| облегченный | Процесс не легкий. | Нити легкие. |
| Время окончания | Процесс занимает больше времени для завершения. | Поток занимает меньше времени для завершения. |
| Время создания | Это занимает больше времени для создания. | Это занимает меньше времени для создания. |
| связь | Связь между процессами требует больше времени по сравнению с потоком. | Связь между потоками требует меньше времени по сравнению с процессами. |
| Время переключения контекста | Это занимает больше времени для переключения контекста. | Это занимает меньше времени для переключения контекста. |
| Ресурс | Процесс потребляет больше ресурсов. | Поток потребляет меньше ресурсов. |
| Лечение ОС | Разные процессы протираются отдельно ОС. | Все одноранговые потоки уровня рассматриваются ОС как одна задача. |
| Память | Процесс в основном изолирован. | Потоки делятся памятью. |
| Sharing | Не делится данными | Потоки делятся данными друг с другом. |
Что такое многопоточность?
Многопоточность относится к нескольким потокам выполнения в операционной системе. Проще говоря, два или более потоков одного и того же процесса выполняются одновременно.
Сравнение потоков и процессов
У потоков и процессов есть много общего. Они имеют идентификационный номер (id), состояние, набор регистров, приоритет и привязку к определенной стратегии планирования. Подобно процессам, потоки имеют атрибуты, которые описывают их для операционной системы. Эта информация содержится в информационном блоке потока, подобном информационному блоку процесса. Потоки и сыновние процессы разделяют ресурсы родительского процесса. Ресурсы, открытые родительским процессом (в его основном потоке), немедленно становятся доступными всем потокам и сыновним процессам. При этом никакой дополнительной инициализации или подготовки не требуется. Потоки и сыновние процессы независимы от родителя (создателя) и конкурируют за использование процессора. Создатель процесса или потока управляет своим потомком, т.е. он может отменить, приостановить или возобновить его выполнение либо изменить его приоритет. Поток или процесс может изменить свои атрибуты и создать новые ресурсы, но не может получить доступ к ресурсам, принадлежащим другим процессам. Однако между потоками и процессами есть множество различий.
Различия между потоками и процессами
Основное различие между потоками и процессами состоит в том, что каждый процесс имеет собственное адресное пространство, а потоки — нет. Если процесс создает множество потоков, то все они будут содержаться в его адресном пространстве. Вот почему они так легко разделяют общие ресурсы, и так просто обеспечивается взаимодействие между ними. Сыновние процессы имеют собственные адресные пространства и копии разделов данных. Следовательно, когда процесс-потомок изменяет свои переменные или данные, это не влияет на данные родительского процесса. Если необходимо, чтобы родительский и сыновний процессы совместно использовали данные, нужно создать общую область памяти. Для передачи данных между родителем и потомком используются такие механизмы межпроцессного взаимодействия, как каналы и FIFO-очереди. Потоки одного процесса могут передавать информацию и связываться друг с другом путем непосредственного считывания и записи общих данных, которые доступны родительскому процессу.
Потоки, управляющие другими потоками
В то время как процессы могут управлять другими процессами, если между ними установлены отношения типа «родитель-потомок», потоки одного процесса считаются равноправными и находятся на одном уровне, независимо от того, кто кого создал. Любой поток, имеющий доступ к идентификационному номеру (id) некоторого другого потока, может отменить, приостановить, возобновить выполнение э того потока либо изменить его приоритет. Отмена основного потока приведет к завершению всех потоков процесса, т.е. к ликвидации процесса. Любые изменения, внесенные в основной поток, могут повлиять на все потоки процесса. При изменении приоритета процесса все его потоки, которые унаследовали этот приоритет, должны также изменить свои приоритеты. Сходства и различия между потоками и процессами сведены в табл. 4.1.
Таблица 4.1. Сходства и различия между потоками и процессами
Сходства
• Оба имеют идентификационный номер (id), состояние, набор регистров, приоритет и привязку
к определенной стратегии планирования
• И поток, и процесс имеют атрибуты, которые описывают их особенности для операционной системы
• Как поток, так и процесс имеют информационные блоки
• Оба разделяют ресурсы с родительским процессом
• Оба функционируют независимо от родительского процесса
• Их создатель может управлять потоком или процессом
• И поток, и процесс могут изменять свои атрибуты
• Оба могут создавать новые ресурсы
• Как поток, так и процесс не имеют доступа к ресурсам другого процесса
Различия
• Потоки разделяют адресное пространство процесса, который их создал; процессы имеют собственное адресное пространство
• Потоки имеют прямой доступ к разделу данных своего процесса; процессы имеют собственную копию раздела данных родительского процесса
• Потоки могут напрямую взаимодействовать
с другими потоками своего процесса; процессы должны использовать специальный механизм межпроцессного взаимодействия для связи с «братскими» процессами
• Потоки почти не требуют системных затратна поддержку процессов требуются значительные затраты системных ресурсов
• Новые потоки создаются легко; новые процессы требуют дублирования родительского процесса
• Потоки могут в значительной степени управлять потоками того же процесса; процессы управляют только сыновними процессами
• Изменения, вносимые в основной поток (отмена, изменение приоритета и т.д.), могут влиять на поведение других потоков процесса; изменения, вносимые в родительский процесс, не влияют на сыновние процессы
Отличия процесса и потока
Стандартный вопрос практически на каждом собеседовании по Java.
Какие отличия процесса (process) и потока (thread) ?
Процессы и потоки связаны друг с другом, но при этом имеют существенные различия.
Процесс — экземпляр программы во время выполнения, независимый объект, которому выделены системные ресурсы (например, процессорное время и память). Каждый процесс выполняется в отдельном адресном пространстве: один процесс не может получить доступ к переменным и структурам данных другого. Если процесс хочет получить доступ к чужим ресурсам, необходимо использовать межпроцессное взаимодействие. Это могут быть конвейеры, файлы, каналы связи между компьютерами и многое другое.
Поток использует то же самое пространства стека, что и процесс, а множество потоков совместно используют данные своих состояний. Как правило, каждый поток может работать (читать и писать) с одной и той же областью памяти, в отличие от процессов, которые не могут просто так получить доступ к памяти другого процесса. У каждого потока есть собственные регистры и собственный стек, но другие потоки могут их использовать.
Поток — определенный способ выполнения процесса. Когда один поток изменяет ресурс процесса, это изменение сразу же становится видно другим потокам этого процесса.