关于进程和线程以及句柄

长平狐 发布于 2013/01/06 11:21
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说法一:进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位.

线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源.

一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行



说法二:进程和线程都是由操作系统所体会的程序运行的基本单元,系统利用该基本单元实现系统对应用的并发性。进程和线程的区别在于:

简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.

线程的划分尺度小于进程,使得多线程程序的并发性高。

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。

线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的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。

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。这就是进程和线程的重要区别。



说法三:多线程共存于应用程序中是现代操作系统中的基本特征和重要标志。用过UNIX操作系统的读者知道进程,在UNIX操作系统中,每个应用程序的执行都在操作系统内核中登记一个进程标志,操作系统根据分配的标志对应用程序的执行进行调度和系统资源分配,但进程和线程有什么区别呢?

进程和线程都是由操作系统所体会的程序运行的基本单元,系统利用该基本单元实现系统对应用的并发性。进程和线程的区别在于:

线程的划分尺度小于进程,使得多线程程序的并发性搞。

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。

线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线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。

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。这就是进程和线程的重要区别。

进程(Process)是最初定义在Unix等多用户、多任务操作系统环境下用于表示应用程序在内存环境中基本执行单元的概念。以Unix操作系统为例,进程是Unix操作系统环境中的基本成分、是系统资源分配的基本单位。Unix操作系统中完成的几乎所有用户管理和资源分配等工作都是通过操作系统对应用程序进程的控制来实现的。

C、C++、Java等语言编写的源程序经相应的编译器编译成可执行文件后,提交给计算机处理器运行。这时,处在可执行状态中的应用程序称为进程。从用户角度来看,进程是应用程序的一个执行过程。从操作系统核心角度来看,进程代表的是操作系统分配的内存、CPU时间片等资源的基本单位,是为正在运行的程序提供的运行环境。进程与应用程序的区别在于应用程序作为一个静态文件存储在计算机系统的硬盘等存储空间中,而进程则是处于动态条件下由操作系统维护的系统资源管理实体。多任务环境下应用程序进程的主要特点包括:

●进程在执行过程中有内存单元的初始入口点,并且进程存活过程中始终拥有独立的内存地址空间;

●进程的生存期状态包括创建、就绪、运行、阻塞和死亡等类型;

●从应用程序进程在执行过程中向CPU发出的运行指令形式不同,可以将进程的状态分为用户态和核心态。处于用户态下的进程执行的是应用程序指令、处于核心态下的应用程序进程执行的是操作系统指令。

在Unix操作系统启动过程中,系统自动创建swapper、init等系统进程,用于管理内存资源以及对用户进程进行调度等。在Unix环境下无论是由操作系统创建的进程还要由应用程序执行创建的进程,均拥有唯一的进程标识(PID)。

说法四:应用程序在执行过程中存在一个内存空间的初始入口点地址、一个程序执行过程中的代码执行序列以及用于标识进程结束的内存出口点地址,在进程执行过程中的每一时间点均有唯一的处理器指令与内存单元地址相对应。

Java语言中定义的线程(Thread)同样包括一个内存入口点地址、一个出口点地址以及能够顺序执行的代码序列。但是进程与线程的重要区别在于线程不能够单独执行,它必须运行在处于活动状态的应用程序进程中,因此可以定义线程是程序内部的具有并发性的顺序代码流。

Unix操作系统和Microsoft Windows操作系统支持多用户、多进程的并发执行,而Java语言支持应用程序进程内部的多个执行线程的并发执行。多线程的意义在于一个应用程序的多个逻辑单元可以并发地执行。但是多线程并不意味着多个用户进程在执行,操作系统也不把每个线程作为独立的进程来分配独立的系统资源。进程可以创建其子进程,子进程与父进程拥有不同的可执行代码和数据内存空间。而在用于代表应用程序的进程中多个线程共享数据内存空间,但保持每个线程拥有独立的执行堆栈和程序执行上下文(Context)。

基于上述区别,线程也可以称为轻型进程 (Light Weight Process,LWP)。不同线程间允许任务协作和数据交换,使得在计算机系统资源消耗等方面非常廉价。

线程需要操作系统的支持,不是所有类型的计算机都支持多线程应用程序。Java程序设计语言将线程支持与语言运行环境结合在一起,提供了多任务并发执行的能力。这就好比一个人在处理家务的过程中,将衣服放到洗衣机中自动洗涤后将大米放在电饭锅里,然后开始做菜。等菜做好了,饭熟了同时衣服也洗好了。

需要注意的是:在应用程序中使用多线程不会增加 CPU 的数据处理能力。只有在多CPU 的计算机或者在网络计算体系结构下,将Java程序划分为多个并发执行线程后,同时启动多个线程运行,使不同的线程运行在基于不同处理器的Java虚拟机中,才能提高应用程序的执行效率。

所谓句柄实际上是一个数据,是一个Long (整长型)的数据。

句柄是WONDOWS用来标识被应用程序所建立或使用的对象的唯一整数,WINDOWS使用各种各样的句柄标识诸如应用程序实例,窗口,控制,位图,GDI对象等等。WINDOWS句柄有点象C语言中的文件句柄。

从上面的定义中的我们可以看到,句柄是一个标识符,是拿来标识对象或者项目的,它就象我们的姓名一样,每个人都会有一个,不同的人的姓名不一样,但是,也可能有一个名字和你一样的人。从数据类型上来看它只是一个16位的无符号整数。应用程序几乎总是通过调用一个WINDOWS函数来获得一个句柄,之后其他的WINDOWS函数就可以使用该句柄,以引用相应的对象。

如果想更透彻一点地认识句柄,我可以告诉大家,句柄是一种指向指针的指针。我们知道,所谓指针是一种内存地址。应用程序启动后,组成这个程序的各对象是住留在内存的。如果简单地理解,似乎我们只要获知这个内存的首地址,那么就可以随时用这个地址访问对象。但是,如果您真的这样认为,那么您就大错特错了。我们知道,Windows是一个以虚拟内存为基础的操作系统。在这种系统环境下,Windows内存管理器经常在内存中来回移动对象,依此来满足各种应用程序的内存需要。对象被移动意味着它的地址变化了。如果地址总是如此变化,我们该到哪里去找该对象呢?

为了解决这个问题,Windows操作系统为各应用程序腾出一些内存储地址,用来专门登记各应用对象在内存中的地址变化,而这个地址(存储单元的位置)本身是不变的。Windows内存管理器在移动对象在内存中的位置后,把对象新的地址告知这个句柄地址来保存。这样我们只需记住这个句柄地址就可以间接地知道对象具体在内存中的哪个位置。这个地址是在对象装载(Load)时由系统分配给的,当系统卸载时(Unload)又释放给系统。

句柄地址(稳定)→记载着对象在内存中的地址————→对象在内存中的地址(不稳定)→实际对象

本质:WINDOWS程序中并不是用物理地址来标识一个内存块,文件,任务或动态装入模块的,相反的,WINDOWS API给这些项目分配确定的句柄,并将句柄返回给应用程序,然后通过句柄来进行操作。

但是必须注意的是程序每次从新启动,系统不能保证分配给这个程序的句柄还是原来的那个句柄,而且绝大多数情况的确不一样的。假如我们把进入电影院看电影看成是一个应用程序的启动运行,那么系统给应用程序分配的句柄总是不一样,这和每次电影院售给我们的门票总是不同的一个座位是一样的道理。


线程是指程序的一个指令执行序列,WIN32 平台支持多线程程序,允许程序中存在多个线程。 在单 CPU 系统中,系统把 CPU 的时间片按照调度算法分配给各个线程,因此各线程实际上是分时执行的,在多 CPU 的 Windows NT 系统中, 同一个程序的不同线程可以被分配到不同的 CPU 上去执行。由于一个程序的各线程是在相同的地址空间运行的,因此设及到了如何共享内存, 如何通信等问题,这样便需要处理各线程之间的同步问题,这是多线程编程中的一个难点。

线程,也被称为轻量进程(lightweight processes)。计算机科学术语,指运行中的程序的调度单位。

线程是进程中的实体,一个进程可以拥有多个线程,一个线程必须有一个父进程。线程不拥有系统资源,只有运行必须的一些数据结构;它与父进程的其它线程共享该进程所拥有的全部资源。线程可以创建和撤消线程,从而实现程序的并发执行。一般,线程具有就绪、阻塞和运行三种基本状态。

在多中央处理器的系统里,不同线程可以同时在不同的中央处理器上运行,甚至当它们属于同一个进程时也是如此。大多数支持多处理器的操作系统都提供编程接口来让进程可以控制自己的线程与各处理器之间的关联度(affinity)。

进程是程序在一个数据集合上运行的过程(注:一个程序有可能同时属于

多个进程),它是操作系统进行资源分配和调度的一个独立单位,进程可以简单的分为系统进程(包括一般

Windows程序和服务进程)和用户进程



Linux下的进程和线程

可执行文件由指令和数据组成。进程就是在计算机上运行的可执行文件针对特定的输入数据的一个实例,同一个可执行程序文件如果操作不同的输入数据就是两个不同的进程。
线程是进程的一条执行路径,它包含独立的堆栈和CPU寄存器状态,每个线程共享其所附属的进程的所有的资源,包括打开的文件、页表(因此也就共享整个用户态地址空间)、信号标识及动态分配的内存等等。线程和进程的关系是:线程是属于进程的,线程运行在进程空间内,同一进程所产生的线程共享同一物理内存空间,当进程退出时该进程所产生的线程都会被强制退出并清除。
Linux在核外采用1:1线程模型,即用一个核心进程(轻量进程)对应一个线程,将线程调度等同于进程调度,交给核心完成,而其它诸如线程取消、线程间的同步等工作,都是在核外线程库中完成的。因此可以把进程看作一组线程,这组线程拥有相同的线程组号(TGID),这个TGID就是这组线程序所附属的进程的ID号,每个线程的ID号就是我们用ps命令所看到的LWP号。
为了方便,从现在起我们用任务来代替进程和线程,即每提到任务,我们就是指线程和进程,除非要强调线程和进程之间的不同之处。任务的周期从被fork开始一直到给任务从进程表中消失。一个进程包括:正文段(text),数据段(data),栈段(STACK)和共享内存段(SHARED MEMORY)。
转载声明: 本文转自 http://www.cnitblog.com/Patrick/archive/2006/12/23/20997.html

原文链接:http://blog.csdn.net/sunboy_2050/article/details/5966069
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