进程和线程的对比

问题

一 进程和线程的对比

二 为什么进程切换开销大,线程切换开销低呢?

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一 进程和线程的对比

几个方面对比:

• 根本区别：进程是操作系统资源分配的基本单位，而线程是任务调度和执行的基本单位

• 开销方面：每个进程都有独立的代码和数据空间（程序上下文），程序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（PC），线程之间切换的开销小。

• 所处环境：在操作系统中能同时运行多个进程（程序）；而在同一个进程中有多个线程同时执行（通过CPU调度，在每个时间片中只有一个线程执行）

• 内存分配：系统在运行的时候会为每个进程分配不同的内存空间；而对线程而言，除了CPU外，系统不会为线程分配内存（线程所使用的资源来自其所属进程的资源），线程组之间只能共享资源。

• 包含关系： 操作系统中的每一个进程中都至少存在一个线程,一个进程可拥有多个线程,一个线程只属于一个进程,线程也被称为轻权进程或者轻量级进程.

二 为什么进程切换开销大,线程切换开销低呢?

关键点在于:

什么是虚拟内存?

虚拟内存是操作系统为每个进程提供的一种抽象，每个进程都有属于自己的、私有的、地址连续的虚拟内存，当然我们知道最终进程的数据及代码必然要放到物理内存上，那么必须有某种机制能记住虚拟地址空间中的某个数据被放到了哪个物理内存地址上，这就是所谓的地址空间映射，也就是虚拟内存地址与物理内存地址的映射关系，那么操作系统是如何记住这种映射关系的呢，答案是，有了页表就可以将虚拟地址转换为物理内存地址了，这种机制就是虚拟内存。

每个进程都有自己的虚拟地址空间，进程内的所有线程共享进程的虚拟地址空间。

那么到底为什么进程切换开销大,线程切换开销低呢

我们已经知道了进程都有自己的虚拟地址空间，把虚拟地址转换为物理地址需要查找页表，页表查找是一个很慢的过程，因此通常使用，我们不需要关心这个名字只需要知道TLB本质上就是一个cache，是用来加速页表查找的。由于每个进程都有自己的虚拟地址空间，那么显然每个进程都有自己的页表，那么，，表现出来的就是程序运行会变慢，而线程切换则不会导致TLB失效，因为线程线程无需切换地址空间，因此我们通常说线程切换要比较进程切换块，原因就在这里。

ps:

如果大家需要了解一下进程,线程状态转换,信息的保存
这里大家要熟悉一下PCB进程控制块以及寄存器和计数器