【操作系统】进程和线程的区别

1. 概述

进程和线程这两个名词天天听，但是对于它们的含义和关系其实还有点懵的，其实除了进程和线程，还存在一个协程，它们的关系如下：

首先，我们需要明白一个笼统的定义（并不严谨）：进程 > 线程 > 协程。

它们的基本概念如下：

1. 进程： 是并发执行的程序在执行过程中分配和管理资源的基本单位，是一个动态概念，竞争计算机系统资源的基本单位。
2. 线程： 是进程的一个执行单元，是进程内科调度实体。比进程更小的独立运行的基本单位。线程也被称为轻量级进程。
3. 协程： 是一种比线程更加轻量级的存在。一个线程也可以拥有多个协程。其执行过程更类似于子例程，或者说不带返回值的函数调用。

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2. 进程

打开任务管理器可以看见当前系统正在运行的所有进程，这些进程都有一个属于自己的独立空间，并且一个进程最少有一个线程。

一个进程就是一个程序，程序之间的切换会带来比较大的开销。并且，进程之间不能共享堆和方法区的资源，因此如果发生了进程之间的切换，负担会比较大。

最最最重要的是，进程是CPU资源分配的最小单位！

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3. 线程

线程是进程的一个执行任务（控制单位），负责当前进程中程序的执行。

一个进程最少有一个线程，最多可以有很多的线程，同一个进程内的多个线程可以共享数据，它们可以共享方法区和堆内存，每个线程都有它们自己的程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈。

正是因为同一线程之间可以共享数据，所以各个线程出现切换工作的时候，这个代价比不同进程之间发生发生切换的代价要小。所以，线程也被称为轻量级进程。

线程是CPU调度的最小单位。

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4. 协程

协程，也被称为微线程，是用户态的轻量级的线程。

协程有自己的寄存器上下文和栈，当协程调度切换的时候，会将寄存器上下文和栈保存到其他地方，在切换回来的时候，可以恢复先前保存的寄存器上下文和栈。

因此协程可以保留上一次调用的状态，每次过程重入的时候，相当于进入上一次调用的状态。

协程最突出的优点就是高并发、高扩展性和低成本，一个CPU可以支持上万个协程，所以很适合用来做高并发处理。

协程的好处：

1. 无需线程上下文切换的开销
2. 无需原子操作锁定及同步的开销
3. 方便切换控制流，简化编程模型

协程的坏处：

1. 无法利用多核资源：协程的本质其实就是单线程，所以它无法充分利用多核CPU的优势，协程需要和进程配合才能运行在多CPU上。
2. 进行阻塞（Blocking）操作（如IO时）会阻塞掉整个程序

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5. 进程与线程区别

1. 根本区别：进程是操作系统资源分配的基本单位，而线程是处理器任务调度和执行的基本单位。
2. 资源开销：每个进程都有独立的代码和数据空间（程序上下文），程序之间的切换会有较大的开销；线程可以看做轻量级的进程，同一类线程共享代码和数据空间，每个线程都有自己独立的运行栈和程序计数器（PC），线程之间切换的开销小。
3. 包含关系：如果一个进程内有多个线程，则执行过程不是一条线的，而是多条线（线程）共同完成的；线程是进程的一部分，所以线程也被称为轻权进程或者轻量级进程。
4. 内存分配：同一进程的线程共享本进程的地址空间和资源，而进程之间的地址空间和资源是相互独立的。
5. 影响关系：一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其他进程产生影响，但是一个线程崩溃整个进程都死掉。所以多进程要比多线程健壮。
6. 执行过程：每个独立的进程有程序运行的入口、顺序执行序列和程序出口。但是线程不能独立执行，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，两者均可并发执行6.

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参考：

• 进程和线程的区别(超详细)_ThinkWon的博客-CSDN博客
• 面试题：线程与进程区别 - 腾讯云开发者社区-腾讯云