《操作系统 - 清华大学》 8 -9：进程管理：什么是线程
深度剖析线程与进程：概念、差异、应用及性能对比
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线程的定义：线程是进程当中的一条执行流程。
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引入线程概念后进程含义的变化
- 从资源管理角度看，进程主要用于管理打开文件、访问网络等资源。
- 从运行角度看，线程是进程资源平台上的执行流程，进程由资源管理和线程两部分组成。
- 总结：从不同视角阐述引入线程概念后进程含义的新变化，清晰呈现进程功能的划分。
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线程的特性
- 一个进程可包含多个线程，这些线程共享进程提供的资源平台，能直接访问进程的代码、数据、内存和文件等资源。
- 线程有自己的线程控制块（TCB），负责管理执行流程相关信息，如程序计数器（PC）、堆栈（SP）和寄存器信息，但内存空间（堆、代码段、数据段）由所有线程共享。
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线程的优缺点
- 优点：线程之间可以并发执行，共享地址空间和文件等资源，线程间的数据传输更便捷。
- 缺点：安全性和可靠性较差，一个线程出错可能破坏共享资源，导致其他线程和整个进程崩溃。
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线程与进程的应用场景
- 在高性能计算领域，如天气预报、复杂水利计算，强调性能且代码执行相对统一，适合采用线程方式执行。
- 在互联网服务中，早期浏览器用线程机制打开网页速度快，但存在安全隐患；现在很多浏览器（如Chrome）采用进程机制，一个进程打开一个网页，更注重安全性。
- 总结：结合具体领域案例，说明线程和进程在不同场景下的适用性差异。
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不同操作系统对线程和进程的支持
- 早期的MS DOS是单进程单线程模式，早期Unix是多进程单线程模式。
- 现在的Windows NT、Linux等操作系统支持多进程以及进程内多线程模式，现代操作系统的支持更具灵活性。
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线程和进程的资源需求
- 单线程在进程空间只有一个控制流，多线程则有多个不同控制流。
- 线程可共享代码段、数据段、文件和网络资源等，线程资源分为独占资源（与控制执行相关）和共享资源，独占资源需单独保护。
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线程与进程的比较
- 进程是资源分配单位，线程是CPU调度单位；进程是完整资源平台，线程独占寄存器、堆栈等必要资源且有执行状态（就绪、阻塞、执行）及状态转换关系。
- 线程创建、终止时间比进程短，切换效率高，线程间数据传递无需通过内核，在并发执行时时间和空间开销更小。
- 总结：详细对比线程和进程在功能、资源、执行状态以及执行效率等方面的差异，突出线程的性能优势。