进程和线程?多线程编程
在这里我简单谈谈我自己对于多线程编程的理解。(仅供参考😮,有错误的地方烦请大佬指正🤤)
什么是线程?进程和线程的区别?
进程是执行中的程序,是程序的基本执行实体。但由于进程的创建耗费较多时间和资源,如果每执行一个任务都创建一个进程,那么所要花费的时间和资源是十分巨大的。为了解决该问题,我们引入了线程。在每一个进程中创建一个或多个线程,各个线程可执行不同的任务。相对于进程而言,创建线程所耗费的时间和资源要小得多。
简单来说,进程是资源的拥有者,线程是指令的执行者。进程负责申请和管理资源,线程负责执行各个指令和任务。线程所需的资源来源于其所属的进程。需要注意的是,一个进程内的线程之间既有共享数据,也有私有数据。
线程的两种类型
用户级线程
在用户空间实现,位于内核之上,内核是看不见用户级线程的,他的管理无需内核的支持。用户级线程由用户进程自己进行管理,不依赖于内核。
- 用户级线程的切换(指同一个进程内部的线程)不会引起模式切换,开销较小,速度快。
内核级线程
在内核空间实现,由操作系统直接支持和管理。内核级线程的创建、调度和回收都由内核直接进行控制。
-
内核级线程的切换会引起模式切换,开销较大,速度较慢。
四种多线程模型
用户级线程要依赖于内核级线程分配cpu时间才能执行相应的指令。因此如何构建模型,将用户线程和内核线程联系在一起十分重要。(此处的模型是一个进程内用户线程和内核线程之间的模型)
1、多对一模型
多个用户线程对应一个内核线程。
- 优点:对用户线程的管理强度强。
-
缺点:1)如果一个用户线程被阻塞,那么该进程内的其余线程都会被阻塞(整个进程都会被阻塞);因为一个内核线程同一时刻只能支持一个用户线程的执行。
2)多个线程并不能并行地运行在多处理器系统上。
2、一对一模型
一个用户线程对应一个内核线程。
-
优点:1)即使一个用户线程被阻塞,其它用户线程仍能正常执行,具有更好的并发性。
2)允许多个线程并行地运行在多处理器系统上。
-
缺点:1)每创建一个用户线程就要创建一个内核线程,巨大的开销限制了线程的数量。
2)对用户线程的管理能力变弱,无法分配和调整各个用户线程各自的运行时间。
3、多对多模型
多个用户线程对应同样数量、或者更少地内核线程。
-
优点:1)当一个用户线程被阻塞时(对应也会阻塞一个内核线程),仍可用剩下的内核线程来支持其他用户线程的正常执行。
2)对用户线程的管理能力相对较强。
4、双层模型(多对多和一对一的结合)
既有多对多模型,又有一对一模型(一对一模型用于处理更为重要的任务)。
- 优点:1)一个用户线程被阻塞,对其他用户线程的影响不大。
3)不同重要程度的任务使用不同的模型,可以更好地保证重要任务的正常执行。