回答:线程是进程当中的⼀条执⾏流程。同⼀个进程内多个线程之间可以共享代码段、数据段、打开⽂件等资源,但每个线程各⾃都有⼀套独⽴的寄存器和栈,这样可以确保线程的控制流是相对独⽴的。
进程:编写的代码只是⼀个存储在硬盘的静态⽂件,通过编译后就会⽣成⼆进制可执⾏⽂件,当我们运⾏这个可执⾏⽂件后,它会被装载到内存中,接着 CPU 会执⾏程序中的每⼀条指令,那么这个运⾏中的程序,就被称为「进程(Process)。
2并发和并⾏有什么区别?并发: 同一时间段,多个任务都在执行 (单位时间内不一定同时执行);并行: 单位时间内,多个任务同时执行。
线程的优点:
⼀个进程中可以同时存在多个线程;各个线程之间可以并发执⾏;各个线程之间可以共享地址空间和⽂件等资源;线程的缺点:
当进程中的⼀个线程崩溃时,会导致其所属进程的所有线程崩溃。举个例⼦,对于游戏的⽤户设计,则不应该使⽤多线程的⽅式,否则⼀个⽤户挂了,会影响其他同个进程的线程。4线程与进程的⽐较线程与进程的⽐较如下:
进程是资源(包括内存、打开的⽂件等)分配的单位,线程是 CPU 调度的单位;进程拥有⼀个完整的资源平台,⽽线程只独享必不可少的资源,如寄存器和栈;线程同样具有就绪、阻塞、执⾏三种基本状态,同样具有状态之间的转换关系;线程能减少并发执⾏的时间和空间开销;对于,线程相⽐进程能减少开销,体现在:
线程的创建时间⽐进程快,因为进程在创建的过程中,还需要资源管理信息,⽐如内存管理信息、⽂件管理信息,⽽线程在创建的过程中,不会涉及这些资源管理信息,⽽是共享它们;线程的终⽌时间⽐进程快,因为线程释放的资源相⽐进程少很多;同⼀个进程内的线程切换⽐进程切换快,因为线程具有相同的地址空间(虚拟内存共享),这意味着同⼀个进程的线程都具有同⼀个⻚表,那么在切换的时候不需要切换⻚表。⽽对于进程之间的切换,切换的时候要把⻚表给切换掉,⽽⻚表的切换过程开销是⽐较⼤的;由于同⼀进程的各线程间共享内存和⽂件资源,那么在线程之间数据传递的时候,就不需要经过内核了,这就使得线程之间的数据交互效率更⾼了;所以,不管是时间效率,还是空间效率线程⽐进程都要⾼。
线程与进程最⼤的区别在于:线程是调度的基本单位,⽽进程则是资源拥有的基本单位。
所谓操作系统的任务调度,实际上的调度对象是线程,⽽进程只是给线程提供了虚拟内存、全局变量等资源。
对于线程和进程,我们可以这么理解:
当进程只有⼀个线程时,可以认为进程就等于线程;当进程拥有多个线程时,这些线程会共享相同的虚拟内存和全局变量等资源,这些资源在上下⽂切换时是不需要修改的;另外,线程也有⾃⼰的私有数据,⽐如栈和寄存器等,这些在上下⽂切换时也是需要保存的。
6线程上下⽂切换的是什么?这还得看线程是不是属于同⼀个进程:
当两个线程不是属于同⼀个进程,则切换的过程就跟进程上下⽂切换⼀样;当两个线程是属于同⼀个进程,因为虚拟内存是共享的,所以在切换时,虚拟内存这些资源就保持不动,只需要切换线程的私有数据、寄存器等不共享的数据;7进程的状态有哪些?
进程的三种基本状态:
运行态:占有cpu,并且就在cpu上执行。
就绪态:已经具备运行条件,但由于没有空闲cpu,而暂时不能运行。(也就是cpu没有调度到它)
阻塞态:因等待某一事件而不能运行。
其实这个很好理解,如果看过我之前关于线程的讨论的话应该很容易理解。注意:单核处理机同一时间只有一个进程处于运行态,双核则是两个。
还有两个状态:
创建态:进程正在被创建,系统为其初始化PCB,分配资源。
终止态:进程正在从系统中撤销,回收进程的资源,撤销其PCB。
下面一张图可看出这五个状态的关系:
进程描述信息:
进程标识符:标识各个进程,每个进程都有⼀个并且唯⼀的标识符;⽤户标识符:进程归属的⽤户,⽤户标识符主要为共享和保护服务;进程控制和管理信息:
进程当前状态,如 new、ready、running、waiting 或 blocked 等;进程优先级:进程抢占 CPU 时的优先级;资源分配清单:
有关内存地址空间或虚拟地址空间的信息,所打开⽂件的列表和所使⽤的 I/O 设备信息。CPU 相关信息:
CPU 中各个寄存器的值,当进程被切换时,CPU 的状态信息都会被保存在相应的 PCB 中,以便进程重新执⾏时,能从断点处继续执⾏。11进程的上下⽂切换到底是切换什么呢?回答:进程是由内核管理和调度的,所以进程的切换只能发⽣在内核态。所以,进程的上下⽂切换不仅包含了虚拟内存、栈、全局变量等⽤户空间的资源,还包括了内核堆栈、寄存器等内核空间的资源。
12产生死锁条件?回答:
(1)互斥使用(资源独占):一个资源每次只能给一个进程使用
(2)占有且等待(请求和保持,部分分配):进程在申请新的资源的同时保持对原有资源的占有
(3)不可抢占(不可剥夺):资源申请者不能强行的从资源占有者手中夺取资源,资源只能由占有者自愿释放
(4)循环等待:存在一个进程等待队列 {P1 , P2 , … , Pn},其中P1等待P2占有的资源,P2等待P3占有的资源,…,Pn等待P1占有的资源,形成一个进程等待环路。
当死锁产生的时候一定会有这四个条件,有一个条件不成立都不会造成死锁。
追问:如何避免死锁问题的发⽣?回答:产⽣死锁的四个必要条件是:互斥条件、持有并等待条件、不可剥夺条件、环路等待条件。
那么避免死锁问题就只需要破环其中⼀个条件就可以,最常⻅的并且可⾏的就是使⽤资源有序分配法,来破环环路等待条件。
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