线程(Thread)和进程(Process)是操作系统中两个重要概念,用于描述程序的执行和资源管理的方式。
进程:
- 进程是操作系统资源分配的基本单位,它是程序在运行过程中的一个实例,拥有独立的内存空间,包括代码段、数据段、堆和栈等。
- 每个进程都有自己的虚拟内存地址空间,不同进程的地址空间相互隔离,彼此不能直接访问对方的数据。
- 进程有自己独立的系统资源,如打开的文件、设备句柄等,也有自身的进程标识符(PID)。
- 进程之间如果需要通信或共享数据,通常需要借助进程间通信(IPC)机制,如管道、信号量、共享内存、套接字等。
- 进程具有生命周期,包括创建、就绪、运行、阻塞、挂起和终止等状态。
线程:
- 线程是进程内部的一个执行序列,是操作系统调度的最小单位,也是程序执行流的最小单元。
- 一个进程中可以包含多个线程,这些线程共享进程的同一地址空间(包括代码段、数据段、堆),只有栈空间是独立的。
- 因为线程间共享大部分资源,所以创建和销毁线程的成本相较于进程更低。
- 线程间的通信和数据共享更为容易,但也因此引入了线程安全问题,需要通过锁、信号量等机制进行同步控制。
- 线程同样有自己的生命周期,包括新建、就绪、运行、阻塞、死亡等状态。
总的来说,进程提供了资源隔离,是系统资源分配的容器,而线程则允许在一个进程中并发执行多个任务,提高了系统的并发性和CPU利用率。线程适合于在单一任务内部进行细分,充分利用多核处理器的优势,而进程则适合于在不同任务之间划分界限,保护各自的资源和状态不受干扰。