Разница между процессом и потоком

2019

Процесс и поток по существу связаны. Процесс - это выполнение программы, тогда как поток - это выполнение программы, управляемой средой процесса.

Другим важным моментом, который отличает процесс и поток, является то, что процессы изолированы друг от друга, тогда как потоки совместно используют память или ресурсы друг с другом.

Сравнительная таблица

Основа для сравнения	Процесс	Нить
основной	Программа в исполнении.	Облегченный процесс или его часть.
Разделение памяти	Полностью изолированы и не разделяют память.	Делится памятью друг с другом.
Потребление ресурсов	Больше	Меньше
КПД	Менее эффективен по сравнению с процессом в контексте общения.	Повышает эффективность в контексте общения.
Время, необходимое для создания	Больше	Меньше
Время переключения контекста	Занимает больше времени.	Потребляет меньше времени.
Неопределенное завершение	Приводит к потере процесса.	Нить может быть исправлена.
Время, необходимое для прекращения	Больше	Меньше

Определение процесса

Процесс представляет собой выполнение программы и выполняет соответствующие действия, указанные в программе, или это исполняющий модуль, в котором выполняется программа. Операционная система создает, планирует и завершает процессы для использования ЦП. Другие процессы, созданные основным процессом, называются дочерними процессами.

Операции процесса контролируются с помощью PCB (Блок управления процессом), который можно рассматривать как мозг процесса, который содержит всю важную информацию, относящуюся к процессу, такую как идентификатор процесса, приоритет, состояние, PWS и регистр процессора содержимого.,

PCB также является структурой данных на основе ядра, которая использует три вида функций: планирование, диспетчеризацию и сохранение контекста.

Планирование - это метод выбора последовательности процесса простыми словами, выбирающий процесс, который должен быть выполнен первым в ЦП.
Диспетчеризация - устанавливает среду для выполнения процесса.
Сохранение контекста - эта функция сохраняет информацию о процессе, когда он возобновляется или блокируется.

Существуют определенные состояния, включенные в жизненный цикл процесса, например, готов, работает, заблокирован и завершен. Состояния процесса используются для мгновенного отслеживания активности процесса.

С точки зрения программиста, процессы являются средой для одновременного выполнения программы. Главный процесс параллельной программы создает дочерний процесс. Основной процесс и дочерний процесс должны взаимодействовать с каждым для достижения общей цели.

Чередование операций процессов повышает скорость вычислений, когда операция ввода-вывода в одном процессе перекрывается с вычислительной активностью в другом процессе.

Свойства процесса:

Создание каждого процесса включает системные вызовы для каждого процесса в отдельности.
Процесс является изолированной исполнительной сущностью и не разделяет данные и информацию.
Процессы используют для связи механизм IPC (межпроцессное взаимодействие), который значительно увеличивает количество системных вызовов.
Управление процессами требует больше системных вызовов.
Каждый процесс имеет свой собственный стек и кучную память, инструкции, данные и карту памяти.

Определение темы

Поток - это выполнение программы, использующее ресурсы процесса для выполнения задачи. Все потоки в одной программе логически содержатся внутри процесса. Ядро выделяет стек и блок управления потоком (TCB) для каждого потока. Операционная система сохраняет только указатель стека и состояние процессора во время переключения между потоками одного и того же процесса.

Потоки реализованы тремя различными способами; это потоки уровня ядра, потоки уровня пользователя, гибридные потоки. Потоки могут иметь три состояния: готово и заблокировано; он включает в себя только вычислительное состояние, а не распределение ресурсов и состояние связи, которое уменьшает накладные расходы на переключение. Это увеличивает параллелизм (параллелизм), следовательно, скорость также увеличивается.

Многопоточность также сопровождается недостатками. Многопоточность не создает сложностей, но взаимодействие между ними.

Поток должен иметь свойство приоритета, когда активно несколько потоков. Время, которое он получает для выполнения, соответствующего другим активным потокам в том же процессе, определяется приоритетом потока.

Свойства потока:

Только один системный вызов может создать более одного потока (облегченный процесс).
Потоки обмениваются данными и информацией.
Threads разделяет инструкции, глобальную и кучную области, но имеет свой собственный стек и регистры.
Управление потоками не требует или требует меньше системных вызовов, поскольку связь между потоками может быть достигнута с помощью разделяемой памяти.
Свойство изоляции процесса увеличивает его издержки с точки зрения потребления ресурсов.

Ключевые различия между процессом и потоком

Все потоки программы логически содержатся в процессе.
Процесс имеет большой вес, а поток - легкий.
Программа представляет собой изолированную исполнительную единицу, тогда как поток не изолирован и разделяет память.
Нить не может иметь индивидуального существования; оно привязано к процессу. С другой стороны, процесс может существовать индивидуально.
Во время истечения срока действия потока связанный с ним стек может быть восстановлен, поскольку каждый поток имеет свой собственный стек. Напротив, если процесс умирает, все потоки умирают, включая процесс.

Заключение

Процессы используются для одновременного и последовательного выполнения программ. Хотя поток - это модуль выполнения программы, который использует среду процесса, когда многие потоки используют среду одного и того же процесса, они должны обмениваться его кодом, данными и ресурсами. Операционная система использует этот факт для уменьшения накладных расходов и улучшения вычислений.