面试中的进程和线程的区别

电玩女神 2022-06-09 10:48 187阅读 0赞

Java面试中，经常问道的一个题目：就是进程和线程；下面就叨唠叨唠面试中需要掌握的进程和线程的区别。

# 进程 #

进程是对计算机的一种抽象；

> 1. 进程是一个计算过程，表示一个逻辑控制流，它造成一个假象，好像这个进程一直在独占CPU资源。
> 
> 2. 进程拥有一个独立的虚拟内存地址空间，它造成一个假象，好像这个进程一直在独占存储器资源。

进程有三个状态：**就绪、运行和阻塞。**

> **就绪态** 就是获取了出cpu外的所有资源，只要处理器分配资源就可以马上执行。
> 
> **运行态** 就是获得了处理器分配的资源，程序开始执行。
> 
> **阻塞态** 当程序条件不够时候，需要等待条件满足时候才能执行，如等待i/o操作时候，此刻的状态就叫阻塞态。

简单来说，**进程的概念主要有两点**：

第一，进程是一个实体。每一个进程都有它自己的虚拟内存地址空间，一般情况下，包括文本区域（text region）、数据区域（data region）和堆栈（stack region）。文本区域存储处理器执行的代码；数据区域存储变量和进程执行期间使用的动态分配的内存；堆栈区域存储着活动过程调用的指令和本地变量。

第二，进程是一个“执行中的程序”。程序是一个没有生命的实体，只有处理器赋予程序生命时，它才能成为一个活动的实体，我们称其为进程。

# 线程 #

进程管理了一堆资源，并且每个进程还拥有独立的虚拟内存地址空间，会真正地拥有独立与父进程之外的物理内存。并且由于进程拥有独立的内存地址空间，导致了进程之间无法利用直接的内存映射进行进程间通信。

**并发的本质**是在时间上重叠的多个逻辑流，也就是说同时运行的多个逻辑流。并发编程要解决的一个很重要的问题就是对资源的并发访问的问题，也就是共享资源的问题。而**两个进程恰恰很难在逻辑上表示共享资源。**

**线程解决的最大问题就是它可以很简单地表示共享资源的问题，**这里说的资源指的是存储器资源，资源最后都会加载到物理内存，一个进程的所有线程都是共享这个进程的同一个虚拟地址空间的，也就是说从线程的角度来说，它们看到的物理资源都是一样的，这样就可以通过**共享变量**的方式来表示共享资源，也就是通过直接**共享内存**的方式解决了线程通信的问题。

***线程***，在网络或多用户环境下，一个服务器通常需要接收大量且不确定数量用户的并发请求，为每一个请求都创建一个进程显然是行不通的，——无论是从系统资源开销方面或是响应用户请求的效率方面来看。因此，操作系统中线程的概念便被引进了。

线程，是进程的一部分，一个没有线程的进程可以被看作是单线程的。线程有时又被称为轻权进程或轻量级进程，也是 CPU 调度的一个基本单位。

# 进程与线程的区别 #

进程和线程的**主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式**。进程有独立的地址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其它进程产生影响，而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量，但线程之间没有单独的物理地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以**多进程的程序要比多线程的程序健壮，**但在进程切换时，耗费资源较大，效率要差一些；但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程，不能用进程。

1) 一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.

2) 线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性高。

3) 另外，进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而极大地提高了程序的运行效率。

4) 线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的进程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。

5) 从逻辑角度来看，多线程的意义在于一个应用程序中，有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用，来实现进程的调度和管理以及资源分配。

6）线程执行开销小，但不利于资源的管理和保护；而进程正相反。同时，线程适合于在SMP(多核处理机)机器上运行，而进程则可以跨机器迁移。

**7) 进程的执行过程是线状的**，尽管中间会发生中断或暂停，但该**进程所拥有的资源只为该线状执行过程服务**。一旦发生进程上下文切换，这些资源都是要被保护起来的。这是进程宏观上的执行过程。

**8) 进程又可有单线程进程与多线程进程两种**；我们知道，进程有 一个进程控制块 **PCB 、程序段 和相关数据块** 三部分，**单线程进程的执行过程在宏观上是线性的，微观上也只有单一的执行过程；而多线程进程在宏观上的执行过程同样为线性的，但微观上却可以有多个执行操作（线程）**，如不同代码片段以及相关的数据结构集。

**线程也有自己的线程控制表 TCB，所保存的线程状态信息则要比 PCB 表少得多，主要是相关指针用堆栈（系统栈和用户栈）、寄存器中的状态数据，线程的改变只代表了 CPU 执行过程的改变，而没有发生进程所拥有的资源变化。**

**9) 进程拥有一个完整的虚拟地址空间，不依赖于线程而独立存在；反之，线程是进程的一部分，没有自己的地址空间，与进程内的其他线程一起共享分配给该进程的所有资源**。

线程可以有效地提高系统的执行效率，但并不是在所有计算机系统中都是适用的，如某些很少做进程调度和切换的实时系统。使用线程的好处是有多个任务需要处理机处理时，减少处理机的切换时间；而且，线程的创建和结束所需要的系统开销也比进程的创建和结束要小得多。最适合使用线程的系统是多处理机系统和网络系统或分布式系统。

10) 进程只有 3 个基本状态：就绪，执行，阻塞；线程存在 5 种基本操作来切换线程的状态：派生，阻塞，激活，调度，结束。