Linux进程与线程大解析:区别详解 (linux线程跟进程的区别)

Linux是一款非常流行的开源操作系统,得益于其高度的可定制性和灵活性,目前Linux已经成为了云计算、容器化、等领域的主要操作系统。而Linux进程和线程作为Linux系统中最基本的计算单位被广泛应用于各种领域,因此深入理解Linux进程和线程的区别十分重要。本文将对Linux进程和线程的区别进行详细解析。

一、进程和线程的定义

在操作系统中,进程是程序在执行过程中分配和管理系统资源的基本单位,而线程是进程中的一条指令流。进程拥有独立的内存空间、文件句柄、网络端口等资源,而线程则依赖进程共享其资源。每个进程可以包含多个线程,这些线程共享相同的内存空间和系统资源,但拥有独立的执行环境。

二、进程和线程的性能差异

在Linux系统中,进程和线程在性能上有着显著的差异。

对于多核处理器系统,创建一个进程的时间远比创建一个线程的时间长,因为进程需要复制整个内存空间,并调整文件句柄、网络端口等系统资源。相比之下,线程仅需要复制线程上下文和堆栈等少量数据,所以线程的创建速度更快。

进程和线程的切换时间也不同。在进程间切换时,由于需要修改页表,多个进程间的切换会增加内存访问时间和开销。而在线程间切换时,由于线程共享内存空间,只需要执行简单的状态切换,所以线程间的切换时间更短。

另外,需要注意的是,多线程操作需要线程同步的支持,线程同步操作会增加线程间的通信成本和开销,而在多进程操作时由于进程独立性高,相互之间不会影响,因此线程同步成本更高。

三、进程和线程的使用场景

进程和线程在各种使用场景中应用广泛。

在多任务处理系统中,进程是最基本的单元。在Unix系统中,常常使用fork()创建子进程完成任务。不过进程间切换的成本较高,开销大,因此在高并发、低延迟等场景中需要使用线程。在Node.js、Nginx等Web服务器中,使用多线程是提高性能的关键技术。

此外,在多核、多处理器系统中,进程和线程的使用也是编写高性能程序的关键。多线程可以实现同步运行,防止数据竞争,提高程序运行效率。而多进程则保持各进程之间相互独立,提高程序的安全性和稳定性。

进程和线程在不同的应用场景中扮演不同的角色。针对不同的需求和任务,我们应该合理选择使用哪种处理方式或两种方式的结合,以取得更佳的性能和效果。

四、

本文详细解析了Linux进程和线程的定义、性能差异和使用场景,希望可以帮助读者更好地理解和应用进程和线程的概念。当我们在编写高性能程序、处理网络并发等任务时,一定要根据自己的需求,合理选择使用进程或线程,以实现更好的效果。

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进程和线程的区别和linux运行状态查看简单

要了解二者的区别与联系,首先得对进程与线程有一个宏观上的了解。

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,竟争计算机系统资源的基本单位。每一个进程都有一个自己的地址空间,即进程空间或(虚空间)。进程空间的大小 只与处理机的位数有关,一个 16 位长处理机的进程空间大小为 216 ,而 32 位处理机的进程空间大小为 232 。进程至少有 5 种基本状态,它们是:初始态,执行态,等待状态,就绪状态,终止状态。

线程,在网络或多用户环境下,一个服务器通常需要接收大量且不确定数量用户的并发请求,为每一个请求都创建一个进程显然是行不通的,——无论是从系统资源开销方面或是响应用户请求的效率方面来看。因此,操作系统中线程的概念便被引进了。线程,是进程的一部分,一个没有线程的进程可以被看作是单线程的。线程有时又被称为轻权进程或轻量级进程,也是 CPU 调度的一个基本单位。

说到这里,我们对进程与线程都有了一个大体上的印象,现在开始说说二者大致的区别。

进程的执行过程是线状的,尽管中间会发生中断或暂停,但该进程所拥有的资源只为该线状执行过程服务。一旦发生进程上下文切换,这些资源都是要被保护起来的。这是进程宏观上的执行过程。而进程又可有单线程进程与多线程进程两种。我们知道,进程有 一个进程控制块 PCB ,相关程序段 和 该程序段对其进行操作的数据结构集 这三部分,单线程进程的执行过程在宏观上是线性的,微观上也只有单一的执行过程;而多线程进程在宏观上的执行过程同样为线性的,但微观上却可以有多个执行操作(线程),如不同代码片段以及相关的数据结构集。线程的改变只代表了 CPU 执行过程的改变,而没有发生进程所拥有的资源变化。出了 CPU 之外,计算机内的软硬件资源的分配与线程无关,线程只能共享它所属进程的资源。与进程控制表和 PCB 相似,每个线程也有自己的线程控制表 TCB ,而这个 TCB 中所保存的线程状态信息则要比 PCB 表少得多,这些信息主要是相关指针用堆栈(系统栈和用户栈),寄存器中的状态数据。进程拥有一个完整的虚拟地址空间,不依赖于线程而独立存在;反之,线程是进程的一部分,没有自己的地址空间,与进程内的其他线程一起共享分配给该进程的所有资源。

线程可以有效地提高系统的执行效率,但并不是在所有计算机系统中都是适用的,如某些很少做进程调度和切换的实时系统。使用线程的好处是有多个任务需要处理机处理时,减少处理机的切换时间;而且,线程的创建和结束所需要的系统开销也比进程的创建和结束要小得多。最适用使用线程的系统是多处理机系统和网络系统或分布式系统。

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1. 线程的执行特性。

线程凯埋信只有 3 个基本状态:就绪,执行,阻塞。

线程存在 5 种基本操作来切换线程的状态:派生,阻塞,激活,盯轮调度,结束。

2. 进程通信。

单机系统中进程通信有 4 种形式:主从式,会话式,消息或邮箱机制,共享存储区方式。

主从式典型例子:终端控制进程和终端进程。

会话式典型例子:用户进程与磁盘管理进程之间的通信。

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参考书籍:计算机操作系统教程(第 3 版)清华大学出版社张尧学 史美林 张高

在java编程中就经常用到进程和线程的概念。

1、线程:程序中单独顺序的控制流

线程本身依靠进程运行,不能独立存在,线程是进程中的顺序控制流,只能使用系统分配给进程的资源和环境,线程没有独立的地址空间。

2、进程:执行中的程序

系统会为每个进程创建一个PID,一个进程可以包含一个或多个线程,一个进程至少包含一个线程,每个线程也会有自己的ID,但是这只是在它所属的进程之内,不属于系统ID。

3、单线程:程序中只存在一个线程,实际上函数运行的主方法就是一个主线程

4、多线程:就是在一个进程中运行多个任务,多线程的目的是为了更好地使用CPU资源。

前台和后台

我们这里也要注意前台和后台的区别,前台一般就是我们能够看到的正在执行的程序,一般系统的很多服务都是以后台的形式存在,也就是我们看不到它们在执行,但是它们一般都会常驻在系统中,直到关机才会液猜结束。

linux中查看进程的ps和top

ps指令主要是用来查看目前系统中,有哪些进程正在执行,以及他们执行的状况。

ps -a 显示当前终端的所有进程信息

ps -u 以用户的格式显示进程信息

ps -x 显示后台进程运行的参数123

可以根据进程的PID来终止进程

kill 进程PIDkill -9 进程PID //强制终止进程12

此外可以使用killall命令以名字的方式来杀死进程

进程动态监控top

1、监视特定用户

先执行top命令,再输入u,之后再输入需要监视的用户,然后回车即可,你将会看到显示的进程都是你所指定的用户正在运行的程序

2、杀死特定进程

先执行top命令,再输入k,再输入你要杀死的进程ID,然后回车即可。

3、指定动态刷新时间

top -d//指定系统更新进程的时间为10秒1

PS:我们从top显示的内容可以获取一些有用的信息,其中zombie代表的是僵尸进程,即计算机无法回收内存的进程,Load average显示的是当前计算机负载情况,当这些值很高的时候说明计算机CPU占用率很高,需要注意。还有显示了计算机存储空间的使用情况。其中PID=1的进程是系统初始运行的总进程,很多进程都是由它开启的,这是一个特别重要的进程。

监控网络状态信息

显示网络统计信息的命令netstat,此命令用来显示整个系统目前的网络情况,例如目前的链接,数据包传递数据或是路由表内容。

netstat -an //按一定顺序排列netstat -anp //加上p就会显示进程号和相关程序12

显示数据包经历历程命令

traceroute 域名或者IP1

特别要注意在windows下面该命令是tracert

route命令用于显示和操作IP路由表

在windows中的进程、线程和在linux中的进程、线程有什么区别?

对于windows来说,进程和线程的概念都是有着明确定义的,进程的概念对应于一个程序的运行实例(instance),而线程则是程序代码执行的最小单元。CreateThread()用于建立一个新的线程,传递线程函数的入口地址和调用参数给新建的线程,然后新线程就开始执行了。

windows下,一个典型的线程拥有自己的堆栈、寄存器(包括程序计数器PC,用于指向下一条应该执行的指令在内存中的位置),而代码段、数据段、打开文件这些进程级资源是同一进程内多个线程所共享的。因此同一进程的不同线程可以很方便的通过全局变量(数据段)进行通信,大家都可以对数据段进行读写,这很方便,也被在安全性方面诟病,因为它猜基键要求程序员时刻意识到这些数据不是线程独立的。

对于linux来说,则没有很明确的进程、线程概念。首先linux只有进程而没有线程,然而它的进程又可以表现得像windows下的线程。linux利用fork()和exec函数族来操作多进程。fork()函数可以在进程执行的任何阶段被调用,一旦调用,当前进程就被分叉成穗巧两个进程——父进程和子进程,两者拥有相同的代码段和暂时相同的数据段(虽然暂时相同,但从分叉开的时刻就是逻辑上的两个数据段了,之所以说是逻辑上的,是因为这里是“写时复制”机制,也就是,除非万不得已有一个进程对数据段进行了写操作,否则系统不去复制数据段,这样达到了负担最小),两者的区别在于fork()函数返回值,对于子进程来说返回为0,对于父进程来说返回的是子进程id,因此可以通过if(fork()==0)…else…来让父子进程执行不同的代码段,从而实现“分叉”。

而linux下的进程不能像windows下线程那样方便地通信,因为他们没有共享数据段、地址空间等。它们之间的通信是通过所谓IPC(InterProcess Communication)来进行的。具体有管道(无名管道用于父子锋拦进程间通信,命名管道可以用于任意两个进程间的通信)、共享内存(一个进程向系统申请一块可以被共享的内存,其它进程通过标识符取得这块内存,并将其连接到自己的地址空间中,效果上类似于windows下的多线程间的共享数据段),信号量,套接字。

1、windows里的进程/线程是继承自OS/2的。在windows里,”进程”是指一个程序,而”线程”是一个”进程”里的一个执行”线索”。从核心上讲,windows的多进程与Linux并无多大的区别,在windows里的线程才相当于Linux的进程,是一个实际正在执行的代码。但是,windows里同一个进程里各个线程之间是共享数据段的。这才是与Linux的进程更大的不同。

2、在windows下,使用CreateThread函数创建线程,与Linux下创建进程同,windows线程不是从创建处开始运行的,而是由CreateThread指定一个函数,线程就从那个函数处开始运行。此程序同前面的UNIX程序一样,由两个线程各打印1000条信息。threadID是子线程的线程号,另外,全局变量g是子线程与父线程共享的,这就是与Linux更大的不同之处。大家可以看出,windows的进程/线程要比Linux复杂,在Linux要实现类似

windows的线程并指搜不难,只要fork以后,让子进程调用ThreadProc函数,并且为全局变量开设共享数据区就行唯森历了,但在windows下就无法实现春销类似fork的功能了。所以现在windows下的C语言编译器所提供的库函数虽然已经能兼容大多数Linux/UNIX的库函数,但却仍无法实现fork。

3、对于多任务系统,共享数据区是必要的,但也是一个容易引起混乱的问题,windows下,一个程序员很容易忘记线程之间的数据是共享的这一情况,一个线程修改过一个变量后,另一个线程却又修改了它,结果引起程序出问题。但在Linux下,由于变量本来并不共享,而由程序员来显式地指定要共享的数据,使程序变得更清晰与安全。

liunx 中只有进程没有线程。

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