【科普】进程与线程的区别

一、定义与概念：

• 进程：进程是执行中的一段程序。一旦程序被载入到内存中并准备执行，就变成了一个进程。进程是表示资源分配的基本概念，又是调度运行的基本单位，是系统中的并发执行的单位。
• 线程：线程是进程中的一个执行流，是进程中执行运算的最小单位。单个进程中执行的每个任务就是一个线程。

二、资源占用与共享：

• 进程：每个进程都有自己独立的进程地址空间和独立的页表，意味着进程之间在运行时具有独立性。进程间通信需要通过特定的机制，如管道、信号、消息队列、共享内存等。
• 线程：线程没有自己的地址空间，而是包含在进程的地址空间中。线程上下文只包含一个堆栈、一个寄存器和一个优先权。所有的线程共享进程的内存和资源，如代码段、数据段、扩展段（堆存储）等。线程间的通信更加直接，可以通过读写进程变量进行。

三、创建与开销：

• 进程：创建进程通常需要多个步骤，包括申请PCB（进程控制块）、分配资源等，因此开销相对较大。
• 线程：线程是轻量级的进程，与进程相比，线程给操作系统带来的创建、维护和管理的负担要轻，意味着线程的代价或者开销比较小。

四、控制关系：

• 进程：子进程不对任何子进程进行控制，进程的线程可以对同一进程的其他子进程加以控制。子进程不能对父进程施加控制，但进程中所有线程都可以对主线程施加控制。
• 线程：线程是进程中的一个执行流，它们之间的控制关系更加紧密。线程之间的级别相同，无论哪个线程创建了哪个线程，进程内的任何线程都可以销毁、挂起、恢复和更改其他线程的优先权。

五、状态与调度：

• 进程：进程的状态包括就绪态、执行态、阻塞状态、创建状态和结束状态。进程的调度由操作系统内核负责，根据调度算法分配CPU资源。
• 线程：线程作为进程的一部分，其状态与进程紧密相关。线程的调度更加灵活，因为多个线程可以在同一个进程地址空间内并发执行。

六、总结：

• 进程是系统资源分配的基本单位，每个进程拥有独立的地址空间和资源，进程间通信需要通过特定的机制。
• 线程是CPU调度的基本单位，多个线程共享同一个进程的地址空间和资源，线程间通信更加直接。线程的开销较小，适合处理并发任务。

通过合理地使用进程和线程，可以有效地提高系统的并发性能和资源利用率。