进程和线程

概述

进程和线程是操作系统的基本概念,计算机的核心是CPU,它承担了所有的计算机任务.它就像一座工厂,时刻在运行.

详细解释

现代操作系统基本都支持多任务.即操作系统可以同时运行多个任务,也就是说你一边在用浏览器上网,一边在听MP3,
一边在用Word赶作业,这就是多任务,至少同时有3个任务正在运行.还有很多任务悄悄地在后台同时运行着.只是桌面上没有显示而已.

现在,多核CPU已经非常普及了,但是,即使过去的单核CPU,也可以执行多任务.由于CPU执行代码都是顺序执行的,那么,单核CPU是怎么执行多任务的呢?
实现办法就是操作系统轮流让各个任务交替执行,任务1执行0.01秒,切换到任务2,任务2执行0.01秒,再切换到任务3,执行0.01秒……这样反复执行下去.
表面上看,每个任务都是交替执行的,但是,由于CPU的执行速度实在是太快了,我们感觉就像所有任务都在同时执行一样.

真正的并行执行多任务只能在多核CPU上实现,但是,由于任务数量远远多于CPU的核心数量,所以,操作系统也会自动把很多任务轮流调度到每个核心上执行.
对于操作系统来说,一个任务就是一个进程(Process),比如打开一个浏览器就是启动一个浏览器进程,打开一个记事本就启动了一个记事本进程.
打开两个记事本就启动了两个记事本进程,打开一个Word就启动了一个Word进程.

有些进程还不止同时干一件事,比如Word,它可以同时进行打字,拼写检查,打印等事情.在一个进程内部,要同时干多件事,就需要同时
运行多个”子任务”,我们把进程内的这些“子任务”称为线程(Thread).

由于每个进程至少要干一件事,所以,一个进程至少有一个线程.当然,像Word这种复杂的进程可以有多个线程,多个线程可以同时执行,多线程的执行方式
和多进程是一样的,也是由操作系统在多个线程之间快速切换,让每个线程都短暂地交替运行,看起来就像同时执行一样.当然,真正地同时执行多线程需要
多核CPU才可能实现.

如果一个程序要执行多个任务可以有以下几种方案:

1. 启动多个进程,每个进程虽然只有一个线程,但多个进程可以一块执行多个任务. 即多进程模式.
2. 启动一个进程,在一个进程内启动多个线程,这样，多个线程也可以一块执行多个任务. 即多线程模式.
3. 启动多个进程,每个进程再启动多个线程,这样同时执行的任务就更多了,当然这种模型更复杂,实际很少采用. 即多进程+多线程模式.