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进程、线程与协程的区别与联系

本文详细介绍了进程、线程和协程的概念及其之间的区别与联系。进程是在内存中运行的独立实体,具有独立的地址空间和资源;线程是操作系统调度的基本单位,属于进程内部;协程则是用户态下的轻量级调度单元,性能更高。

进程

进程是指保存在硬盘上的程序在运行后,在内存中形成的独立实体。每个进程都有自己的独立地址空间、堆和其他资源,由操作系统进行管理和调度。操作系统以进程为单位分配系统资源,如CPU时间片和内存。进程是资源分配的最小单位。


  • 进程间的通信方式包括:管道、消息队列、信号量、共享内存和套接字等。

线程

线程也称为轻量级进程,是操作系统调度的基本单位。一个进程可以包含多个线程,这些线程共享进程的资源,如地址空间和文件描述符。线程的创建和销毁开销较小,因此适合高并发场景。


进程和线程之间的区别和联系
  • 调度:线程是调度和分配的基本单位,而进程是拥有资源的基本单位。
  • 并发性:不仅进程之间可以并发执行,同一个进程内的多个线程之间也可以并发执行。
  • 拥有资源:进程是独立的资源单位,拥有自己的地址空间、文件句柄等资源;线程不拥有系统资源,仅维护运行栈和调度相关信息。
  • 系统开销:创建和销毁进程的开销较大,因为需要分配和回收大量资源;而线程的开销相对较小。
  • 健壮性:进程拥有独立的地址空间,一个进程的崩溃不会影响其他进程;而线程共享同一地址空间,一个线程的崩溃可能导致整个进程崩溃。

协程

协程是一种比线程更轻量级的存在,完全由程序控制,不在操作系统内核管理范围内。协程在用户态执行,减少了内核切换的开销,从而提升了性能。协程有自己的寄存器上下文和栈,切换时只需保存和恢复这些信息,无需内核介入。


协程与线程的区别
  • 一个线程可以包含多个协程,一个进程也可以拥有多个协程。
  • 协程是异步机制,而线程和进程是同步机制。
  • 协程能够保留上次调用的状态,每次调用时恢复上次的状态,实现状态的连续性。
  • 线程是抢占式的,而协程是非抢占式的,需要用户主动释放使用权来切换到其他协程,同一时间只有一个协程在运行。
  • 协程不是取代线程,而是抽象于线程之上。线程是分割的CPU资源,协程是组织好的代码流程,需要线程来承载运行。线程是协程的资源,但协程通过执行器(Interceptor)间接使用线程。

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小兔纸77
这个家伙很懒,什么也没留下!
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