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进程与线程的通俗解释

柠檬守护

2016-8-10 17:31:00 15071

本帖最后由柠檬守护于 2016-8-10 17:42 编辑

进程（process）和线程（thread）是操作系统的基本概念，但是它们比较抽象，不容易掌握。

最近，我读到一篇材料，发现有一个很好的类比，可以把它们解释地清晰易懂。

计算机的核心是CPU，它承担了所有的计算任务。它就像一座工厂，时刻在运行。

假定工厂的电力有限，一次只能供给一个车间使用。也就是说，一个车间开工的时候，其他车间都必须停工。背后的含义就是，单个CPU一次只能运行一个任务。

进程就好比工厂的车间，它代表CPU所能处理的单个任务。任一时刻，CPU总是运行一个进程，其他进程处于非运行状态。

一个车间里，可以有很多工人。他们协同完成一个任务。

线程就好比车间里的工人。一个进程可以包括多个线程。

车间的空间是工人们共享的，比如许多房间是每个工人都可以进出的。这象征一个进程的内存空间是共享的，每个线程都可以使用这些共享内存。

可是，每间房间的大小不同，有些房间最多只能容纳一个人，比如厕所。里面有人的时候，其他人就不能进去了。这代表一个线程使用某些共享内存时，其他线程必须等它结束，才能使用这一块内存。

一个防止他人进入的简单方法，就是门口加一把锁。先到的人锁上门，后到的人看到上锁，就在门口排队，等锁打开再进去。这就叫"互斥锁"（Mutual exclusion，缩写 Mutex），防止多个线程同时读写某一块内存区域。

还有些房间，可以同时容纳n个人，比如厨房。也就是说，如果人数大于n，多出来的人只能在外面等着。这好比某些内存区域，只能供给固定数目的线程使用。

10.

这时的解决方法，就是在门口挂n把钥匙。进去的人就取一把钥匙，出来时再把钥匙挂回原处。后到的人发现钥匙架空了，就知道必须在门口排队等着了。这种做法叫做"信号量"（Semaphore），用来保证多个线程不会互相冲突。

不难看出，mutex是semaphore的一种特殊情况（n=1时）。也就是说，完全可以用后者替代前者。但是，因为mutex较为简单，且效率高，所以在必须保证资源独占的情况下，还是采用这种设计。

11.

操作系统的设计，因此可以归结为三点：

（1）以多进程形式，允许多个任务同时运行；

（2）以多线程形式，允许单个任务分成不同的部分运行；

（3）提供协调机制，一方面防止进程之间和线程之间产生冲突，另一方面允许进程之间和线程之间共享资源。

（完）

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71条评论 发表评论只看该作者

柠檬守护 · 2016-8-15 09:44:31 22^# 阿飞7812 发表于 2016-8-15 09:35 介绍的很形象，很容易理解，谢谢分享谢谢支持~

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柠檬守护 · 2016-8-15 09:46:35 23^# wpmwpm 发表于 2016-8-14 10:48 单片机里面执行的多任务是进程还是线程呢？按我的理解，单片机中，执行多任务的话，不能严格用进程或者是线程来做区分；但是从多任务思想来进行思考，我认为，要从任务消耗内存的方式和任务之间的关系来做思考；因为任务模式不一样，严格来区分会略有不同。

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邢文龙 · 2016-8-17 08:40:41 24^# 感谢楼主的分享！！！

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柠檬守护 · 2016-8-17 08:49:27 25^# 蓝渊星发表于 2016-8-17 08:40 感谢楼主的分享！！！你来啦~ 欢迎回归！

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kingkong520 · 2016-8-17 16:56:52 26^# 不得不赞一个666

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柠檬守护 · 2016-8-17 18:04:02 27^# kingkong520 发表于 2016-8-17 16:56 不得不赞一个666

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邢文龙 · 2016-8-17 22:26:18 28^# 柠檬守护发表于 2016-8-17 08:49 你来啦~ 欢迎回归！回归什么？？？？不明白啊。。。。。。。

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头像被屏蔽 · 2016-8-19 13:05:21 29^# 提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

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柠檬守护 · 2016-8-19 13:41:47 30^# leilei12345 发表于 2016-8-19 13:05

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头像被屏蔽 · 2016-8-19 13:59:46 31^# 提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

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柠檬守护 · 2016-8-19 14:32:31 32^# 蓝渊星发表于 2016-8-17 22:26 回归什么？？？？不明白啊。。。。。。。回归论坛啊~ 好久没有见你冒泡了。

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王强 · 2016-8-20 11:08:24 33^# 怒赞，对我这样的操作系统小白，真是久旱逢甘霖！真的很易懂哎！

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柠檬守护 · 2016-8-20 11:44:43 34^# dingfutuo 发表于 2016-8-20 11:08 怒赞，对我这样的操作系统小白，真是久旱逢甘霖！真的很易懂哎！有用就好~

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无言1111111111 · 2016-8-21 09:43:28 35^# 比喻形象，说明清晰，谢谢分享。

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邢文龙 · 2016-8-21 10:54:57 36^# 柠檬守护发表于 2016-8-19 14:32 回归论坛啊~ 好久没有见你冒泡了。呵呵，这句话见了N遍了，是你一直在发吗？？？？？？

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柠檬守护 · 2016-8-21 13:04:50 37^# 蓝渊星发表于 2016-8-21 10:54 呵呵，这句话见了N遍了，是你一直在发吗？？？？？？没有哦~ 我就在Linux论坛发了一次

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柠檬守护 · 2016-8-21 13:05:01 38^# 无言1111111111 发表于 2016-8-21 09:43 比喻形象，说明清晰，谢谢分享。谢谢支持

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韩忠辉 · 2016-8-22 09:28:38 39^# 这个比喻很好，必须点个赞

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柠檬守护 · 2016-8-22 09:39:24 40^# 贤云野鹤发表于 2016-8-22 09:28 这个比喻很好，必须点个赞谢谢支持哦~

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