进程和线程的关系

⭐ 作者：小胡_不糊涂
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1. 什么是进程

进程是操作系统对一个正在运行的程序的一种抽象，换言之，可以把进程看做程序的一次运行过程；同时，在操作系统内部，进程又是操作系统进行资源分配的基本单位。
简单地说，进程就是操作系统提供的一种 “软件资源” 。我们计算机正在运行中的程序就可以成为“任务”，也叫做“线程”。

现在大多数用到的系统都属于“多任务操作系统”，也就是同一时刻，可以同时运行多个任务。

上图中的每个进程在运行时，都需要给它分配一定的系统资源。
也就可以说，进程是系统分配资源的基本单位。

当然也有 “单任务操作系统”，比如：很久之前手机就是同一时刻只能运行一个任务。

但是进程在进行频繁创建和销毁的时候，开销是很大的 ，因为要不断地申请资源(CPU，硬盘，内存…)和释放。

而申请内存的时候，又是很麻烦的，先要指定一个大小，然后系统内部把各种大小的空闲内存，通过一定的数据结构给组织起来。当实际申请的时候，就需要去这样的空间中进行查找，找到个大小合适的空闲内存分配过来。

而线程的存在就是为了解决该问题！

PCB

PCB–进程控制块抽象(PCB Process Control Block)
计算机内部要管理任何现实事物，都需要将其抽象成⼀组有关联的、互为⼀体的数据。在 Java 语⾔中，我们可以通过类/对象来描述这⼀特征。

PCB也就表示了进程信息的结构体。

PCB的重要属性：

1. pid–是进程身份标识，同一个机器、同一时刻，每个进程的pid是唯一的
2. 内存指针–指向进程使用的内存存放位置
3. 文件描述符–进程使用的硬盘的相关信息
   支持进程调度的重要属性：
4. 状态–就绪状态、运行状态、死亡状态、阻塞状态
5. 优先级–每个进程执行的优先顺序
6. 记账信息
7. 上下文–PCB中的数据结构

“保存上下文” 就是把CPU的关键寄存器中的数据保存到内存中(PCB的上下文属性中)
“恢复上下文” 就是把内存中的关键寄存器中的数据加裁到CPU的对应寄存器中

2. 什么是线程

⼀个线程就是⼀个“执⾏流”。每个线程之间都可以按照顺序执⾏⾃⼰的代码。多个线程之间“同时”执⾏着多份代码。

线程在进程的基础上做了改进，保持独立调度执行，省去了“分配/释放资源”带来的额外开销。

在这里，我们也使用PCB来描述一个线程，在PCB中有一个属性–内存指针。
对多个现成的PCB的内存指针，指向的是同一个内存空间。

但并不是随便几个线程就可以共享资源，我们把能够共享资源的这些线程，放在线程组中。

3. 两者关系

进程与线程是包含关系。每个进程都可以包含一个\多个线程。

在有线程之前，进程是资源分配的基本单位，也是调度执行的基本单位。
现在，进程只需要专注于资源分配就可以了，调度执行由线程来负责。

进程与线程是同时创建的吗？
在创建进程时，资源就已经分配。
因为一个进程中至少要有一个线程，也就可以说是，在创建第一个线程的同时，进程也就出来了。

总结：

1. 进程是包含线程的
2. 每个进程的内存是相互独立、互不干扰的
3. 每个线程是一个独立的执行流可以执行一些代码，并且单独的参与到cpu调度中，每个线程有自己的一份资源（状态、上下文、优先级、记账信息）
4. 每个进程有自己的资源，进程中的线程共用这一份资源(内存空间和文件描述符表)
5. 同一个进程中的线程之间，可能会相互干扰引起线程安全问题
6. 线程并非越多越好，要能够合适。如果线程太多了，调度开销可能非常明显，
7. 进程和进程之间不会相互影响。
8. 如果同一个进程中的某个线程抛出异常，是可能会影响到其他线程会把整个进程中的所有线程都异常终止
9. 进程是资源分配的基本单位，线程是调度执行的基本单位