線程與進程

進程概念
　　進程是表示資源分配的基本單位，又是調度運行的基本單位。例如，用戶運行自己的程序，系統就創建一個進程，併爲它分配資源，包括各種表格、內存空間、磁盤空間、I／O設備等。然後，把該進程放人進程的就緒隊列。進程調度程序選中它，爲它分配CPU以及其它有關資源，該進程才真正運行。所以，進程是系統中的併發執行的單位。
　　在Mac、Windows NT等採用微內核結構的操作系統中，進程的功能發生了變化：它只是資源分配的單位，而不再是調度運行的單位。在微內核系統中，真正調度運行的基本單位是線程。因此，實現併發功能的單位是線程。
線程概念
　　線程是進程中執行運算的最小單位，亦即執行處理機調度的基本單位。如果把進程理解爲在邏輯上操作系統所完成的任務，那麼線程表示完成該任務的許多可能的子任務之一。例如，假設用戶啓動了一個窗口中的數據庫應用程序，操作系統就將對數據庫的調用表示爲一個進程。假設用戶要從數據庫中產生一份工資單報表，並傳到一個文件中，這是一個子任務；在產生工資單報表的過程中，用戶又可以輸人數據庫查詢請求，這又是一個子任務。這樣，操作系統則把每一個請求――工資單報表和新輸人的數據查詢表示爲數據庫進程中的獨立的線程。線程可以在處理器上獨立調度執行，這樣，在多處理器環境下就允許幾個線程各自在單獨處理器上進行。操作系統提供線程就是爲了方便而有效地實現這種併發性
引入線程的好處
（1）易於調度。
（2）提高併發性。通過線程可方便有效地實現併發性。進程可創建多個線程來執行同一程序的不同部分。
（3）開銷少。創建線程比創建進程要快，所需開銷很少。。
（4）利於充分發揮多處理器的功能。通過創建多線程進程（即一個進程可具有兩個或更多個線程），每個線程在一個處理器上運行，從而實現應用程序的併發性，使每個處理器都得到充分運行。
進程和線程的關係
（1）一個線程只能屬於一個進程，而一個進程可以有多個線程，但至少有一個線程。
（2）資源分配給進程，同一進程的所有線程共享該進程的所有資源。
（3）處理機分給線程，即真正在處理機上運行的是線程。
（4）線程在執行過程中，需要協作同步。不同進程的線程間要利用消息通信的辦法實現同步。

 

相同點：
（a）二者都具有ID，一組寄存器，狀態，優先級以及所要遵循的調度策略。
（b） 每個進程都有一個進程控制塊，線程也擁有一個線程控制塊。
（c） 線程和子進程共享父進程中的資源；線程和子進程獨立於它們的父進程，競爭使用處理器資源；線程和子進程的創建者可以在線程和子進程上實行某些控制，比如，創建者可以取消、掛起、繼續和修改線程和子進程的優先級；線程和子進程可以改變其屬性並創建新的資源。

不同點：
（a） 線程是進程的一部分, 一個沒有線程的進程是可以被看作單線程的，如果一個進程內擁有多個進程，進程的執行過程不是一條線（線程）的，而是多條線（線程）共同完成的。
（b） 啓動一個線程所花費的空間遠遠小於啓動一個進程所花費的空間，而且，線程間彼此切換所需的時間也遠遠小於進程間切換所需要的時間。

（c）系統在運行的時候會爲每個進程分配不同的內存區域，但是不會爲線程分配內存（線程所使用的資源是它所屬的進程的資源），線程組只能共享資源。對不同進程來說，它們具有獨立的數據空間，要進行數據的傳遞只能通過通信的方式進行，這種方式不僅費時，而且很不方便。而一個線程的數據可以直接爲其他線程所用，這不僅快捷，而且方便。
（d） 與進程的控制表PCB相似，線程也有自己的控制表TCB，但是TCB中所保存的線程狀態比PCB表中少多了。
（e） 進程是系統所有資源分配時候的一個基本單位，擁有一個完整的虛擬空間地址，並不依賴線程而獨立存在。