进程与线程

进程

概念

进程就是正在运行的程序，它会占用对应的内存区域，由CPU进行执行和运算。

特点

• 独立性
  进程是系统中独立存在的实体,它可以拥有自己独立的资源,每个进程都拥有自己私有的地址空间,在没有经过进程本身允许的情况下,一个用户进程不可以直接访问其他进程的地址空间。
• 动态性
  进程与程序的区别在于,程序只是一个静态的指令集合,而进程是一个正在系统中活动的指令集合,程序加入了时间的概念以后,称为进程,具有自己的生命周期和各种不同的状态,这些概念都是程序所不具备的。
• 并发性
  多个进程可以在单个处理器CPU上并发执行,多个进程之间不会互相影响。

线程

概念

线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位,它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位。
一个进程可以开启多个线程,其中有一个主线程来调用本进程中的其他线程。进程的切换，切换的也是不同进程的主线程。

区别

根本区别： 进程是操作系统资源分配的基本单位，线程是处理器任务调度和执行的基本单位。
资源开销： 每个进程都有独立的代码和数据空间，进程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，线程之间切换的开销小。
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。
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。
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。
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。

进程状态

• 创建状态：进程正在被创建，尚未到就绪状态。
• 就绪状态：进程已处于准备运行状态，即进程获得了除了处理器之外的一切所需资源，一旦得到处理器资源(处理器分配的时间片)即可运行。
• 运行状态：进程正在处理器上上运行(单核 CPU 下任意时刻只有一个进程处于运行状态)。
• 阻塞状态：又称为等待状态，进程正在等待某一事件而暂停运行如等待某资源为可用或等待 IO 操作完成。即使处理器空闲，该进程也不能运行。
• 结束状态：进程正在从系统中消失。可能是进程正常结束或其他原因中断退出运行。

上下文切换

进程上下文：一个进程在执行的时候，CPU的所有寄存器中的值、进程的状态以及堆栈中的内容，当内核需要切换到另一个进程时，它需要保存当前进程的所有状态，即保存当前进程的进程上下文，以便再次执行该进程时，能够恢复切换时的状态，继续执行。
中断上下文：由于触发信号，导致CPU中断当前进程，转而去执行另外的程序。那么当前进程的所有资源要保存，比如堆栈和指针。保存过后转而去执行中断处理程序，快读执行完毕返回，返回后恢复上一个进程的资源，继续执行。这就是中断的上下文。