【多线程奇妙屋】能把进程和线程讲的这么透彻的，没有20年功夫还真不行【0基础也能看懂】

本篇会加入个人的所谓鱼式疯言

❤️❤️❤️鱼式疯言:❤️❤️❤️此疯言非彼疯言

而是理解过并总结出来通俗易懂的大白话,

小编会尽可能的在每个概念后插入鱼式疯言,帮助大家理解的.

🤭🤭🤭可能说的不是那么严谨.但小编初心是能让更多人能接受我们这个概念 ！！！

在这样一个充满无限可能的时代，我们正站在科技、文化与创新的交汇点上，每一天都有新的故事等待被讲述。从遥远星系的奥秘到微观世界的奇妙，从人类历史的深邃长河到未来梦想的璀璨星辰，每一个领域都蕴藏着无尽的知识和智慧。让我们一起探索未知，挑战极限，共同书写属于我们的精彩篇章

前言

在上篇的计算机组成原理中，我们认知到了计算机的构成和背后的工作原理，学习到了冯诺依曼体系结构和 CPU的重要指标 ，以及 操作系统 的作用， 相关的 指标 和 基本的工作原理。

而本篇文章中讲提及一个更重要也是 面试中常考的的重要的热门点 之一 —— 进程和线程

废话不多说，咱们直接上菜吧 🤤 🤤 🤤 🤤

目录

1. 进程的初识

2. 线程的初识

3. 线程和进程的关系

4. 线程的缺陷

一. 进程的初识

1. 进程的引入

上一篇我们提及到

在以前，CPU只有 一个核心 ，但是却可能实现多个进程的执行，那是因为 分时复用 (先执行一个进程， 再转过来 执行另外一个进程 ) 同样也能达到我们 多个进程（任务）的同时进行 。像这种我们称为 并发执行 。

而如今我们 CPU有多个核心， 就可以实现多个 进程的执行 ， 让多个CPU的核心同时执行， 这样的也就能大幅度的 提高效率 。 而这种我们称之为 并行执行

通过写代码可以把 多个CPU核心都利用起来 ， 这样的编程，我们就称之为 并发编程

而我们把 并发和并行 的两种的执行过程，都可以称之为 并发编程 。

还不了解的小伙伴可以参考小编的上篇文章

进程的并发执行文章链接

那么我们谈及的进程到底什么呢？ 他发挥着什么作用呢？ 不妨看看下面的简介吧 ！ ！ ！

1. 进程的简介

像上面我们利用 多个CPU核心 ，实现多进程的就是我们 多进程编程 。

所以进程本质上 系统管理的软件资源 ， 也称为 任务 。

多进程编程 是我们典型的 并发编程 。

多进程的虽然能解决多任务的问题，但如今对于效率的要求越来越高，同时也存在一些问题。

2. 多进程的不足

在 操作系统中， 进程的创建和销毁都会 ==消耗的较大的时间和空间 ==。

因为当执行一个 .exe 的程序（双击） 时， 操作系统 本身就会消耗这个程序的执行进程 分配系统资源 的过程。

而当 关闭这个程序运行 的时候， 就需要 销毁进程 ， 就会产生 释放系统资源 的过程

虽然多进程编程能让开发者把 一个任务 分配给 多个进程同时执行 ， 能够 加快效率 。

但一旦场景需要 ， 我们就需要不断的 频繁创建销毁进程 ， 由于比较 重量级的 ， 这样的 开销是很大 。

鱼式疯言

1. 栗子说明
   试想一下这样的场景： 针对我们 服务器开发

客户端 每次发来的请求访问 ， 都需要单独的 创建和销毁一次进程 ，由这个进程负责对 客户端提供服务 ， 试想一下这样的开销的程度 ！！！

进程的本质
用一句话概括就是 ：

进程 是 系统分配资源 的基本单位

那么对于上面问题， 我们该如何解决了 ？ ？ ？

二. 线程的初识

1. 线程的引入

上面我们说到对于一个 ==可执行程序 .exe 文件 ==来说， 当我们执行程序（双击） , 系统就会创建进程，给这个程序分配 各种系统资源 （CPU， 内存，硬盘， 网络带宽…） .

同时 创建进程的过程 中，也会创建一系列的 线程 , 让这些线程在CPU上调度执行。

所以线程的作用， 就是让程序在内存中利用 CPU核心调度执行 。

2. 线程的优势

回忆我们学习进程的问题，最大的不足就是进程很“重”， 每次创建/ 销毁的开销很大。

而线程的引入就直接解决了 进程开销大 的问题

因为线程创建是没有进程的创建时需要 分配系统资源 过程的。

线程是 微量的进程 ， 当一个进程分配好一个系统资源后，线程就可以在进程分配好的资源下 共用同一份系统资源

3. 举个栗子

<1>. 假如现在有个滑稽 在吃100只鸡 （一个房间， 一张桌子，和一个滑稽）

<2>. 为了提高吃鸡效率，我们引入了 多进程方案

创建 两个房间， 两张桌子，分别分出各50只鸡

这样的让两个滑稽同时 吃50只，效率就增加了不少 ， 但是我们同时 也需要开销创建房间，桌子… 的过程。 这样的过程就比较 “重”。

<3>. 引入多线程

让两个滑稽同时在同一个房间，同一张桌子上吃， 这样不仅提高了效率， 还省去了 多创建一个房间和桌子的过程

<4>. 如果多创建多个线程呢

创建了4个滑稽，每个滑稽平均吃25只，这样的话，速度又进一步提高 。

<5>. 但是如果创建 很多个线程

这时就会出现 问题 ,会出现相互竞争的情况，有可能还会导致 整个进程都崩溃 。 这个具体下一节小编会细细道来。

鱼式疯言

总结三句话

进程 是系统 资源分配 的基本单位

相当于 创建大工厂 相似。

线程 是系统 调度执行 的基本单位

相当于 征用工人工作 相似。

三. 进程与线程的关系

在上一篇文章中，我们谈到 进程是用一个 PCB这样的结构体 来描述并用 链表结构 来组织的。

其实这句话，是针对只含有 含有一个线程的进程 来说。

本质上是

• 一个 进程 中包含一组 PCB这样复杂的 PCB结构体 , 并用 链式结构 来组织的

• 一个 线程 是 一个 PCB 结构体来描述，并用 链式结构 来组织的。

• 所以 进程包含线程 ， 并且 一个进程 是可以包含 多个线程 的。

并且当 一个进程 创建好， 系统资源分配完成 ， 同时就会 一个 或 多个线程 。

但是一个进程中是 不能没有线程的 ，因为线程是 系统调度执行 的基本单位。

• 并且这个线程是 共用同一份系统资源 。

• 所以也就是为什么说， 线程是 微量的进程，不需要再分配资源， 就 不需要 额外的去开销。

• 但是每一个线程中的 优先级，上下文， 记账信息 这些单独的属性都是 独立不同的 。

这点小伙伴们一定要区分开哦

鱼式疯言

一句话概括：

进程 包含线程，每个进程至少 有一个 线程 ，虽然线程共用同一份资源， 但每个线程的 属性相互独立 。

四. 线程的缺陷

如果我们不断的 创建线程的数目 ，就会出现下面问题。

像上面，如果我们线程创建过多， 桌子只有一张， 资源也只有那么多， 那么线程和线程之间就会 发生竞争，就会出现抢占资源的情况。

这样的执行效率就不会进一步的提升，反而还有可能减慢。

原因就是我们因为微观上 并发执行 的效果就 无法进一步提高 ， 系统资源也只有那么多，CPU的核心也只有那么多 ， 不能充分利用好线程， 执行一个任务转而接着执行另外一个任务。

可以理解为 通道 只有那么大，能运行 并发执行的线程 已经到达 上限了。

那么唯一的解决方案， 增加CPU的核心， 从提高 并行执行 的效率， 让 不同线程同时执行不同的任务 ，从而 有效的提高速度 。

关于 CPU核心知识

CPU的核心数文章详解

那么我们就可以理解为把 管道变宽 ， 让能通过的线程变多， 自然就 速度加快，效率提高 。

鱼式疯言

有着 大量的线程就会出现竞争 ，如果 竞争激烈 的话， 一个线程的崩溃，就会 抛出异常 。

如果异常处理不当的话，就会导致整个进程都出现崩溃，进而就会带走 其他线程，造成 整个程序的崩溃 。

补充知识

但是每个进程之间是不影响的，当 进程 和 进程 之间是 相互独立 的，一个进程的崩溃是不会影响其他进程的执行的。

总结

• 进程的初识 ：认识到进程是系统管理的软件资源， 是系统资源的基本单位， 但很"重”量， 创建/ 销毁进程消耗大。

• 线程的初识： 线程是微量的进程，创建和销毁不需要额外消耗空间和时间， 是系统执行的基本单位

• 线程和进程的关系： 进程包含线程， 进程至少要含有一个线程， 每个线程都有自己独有的属性。

• 线程的缺陷 ： 线程创建过多，就会出现资源不足，造成竞争激烈，进程停止，程序崩溃的问题。

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