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簡析作業系統執行緒,程序和協程

一、概念

  1、程序

        程序是具有一定獨立功能的程式關於某個資料集合上的一次執行活動,程序是系統進行資源分配和排程的一個獨立單位。每個程序都有自己的獨立記憶體空間,不同程序通過程序間通訊來通訊。由於程序比較重量,佔據獨立的記憶體,所以上下文程序間的切換開銷(棧、暫存器、虛擬記憶體、檔案控制代碼等)比較大,但相對比較穩定安全。

  2、執行緒

        執行緒是程序的一個實體,是CPU排程和分派的基本單位,它是比程序更小的能獨立執行的基本單位.執行緒自己基本上不擁有系統資源,只擁有一點在執行中必不可少的資源(如程式計數器,一組暫存器和棧),但是它可與同屬一個程序的其他的執行緒共享程序所擁有的全部資源。執行緒間通訊主要通過共享記憶體,上下文切換很快,資源開銷較少,但相比程序不夠穩定容易丟失資料。

  3、協程
        協程是一種使用者態的輕量級執行緒,協程的排程完全由使用者控制。協程擁有自己的暫存器上下文和棧。協程排程切換時,將暫存器上下文和棧儲存到其他地方,在切回來的時候,恢復先前儲存的暫存器上下文和棧,直接操作棧則基本沒有核心切換的開銷,可以不加鎖的訪問全域性變數,所以上下文的切換非常快。

二、區別:

  1、程序多與執行緒比較

執行緒是指程序內的一個執行單元,也是程序內的可排程實體。執行緒與程序的區別:

1) 地址空間:執行緒是程序內的一個執行單元,程序內至少有一個執行緒,它們共享程序的地址空間,而程序有自己獨立的地址空間
2) 資源擁有:程序是資源分配和擁有的單位,同一個程序內的執行緒共享程序的資源
3) 執行緒是處理器排程的基本單位,但程序不是
4) 二者均可併發執行
5) 每個獨立的執行緒有一個程式執行的入口、順序執行序列和程式的出口,但是執行緒不能夠獨立執行,必須依存在應用程式中,由應用程式提供多個執行緒執行控制

  2、協程多與執行緒進行比較

1) 一個執行緒可以多個協程,一個程序也可以單獨擁有多個協程,這樣python中則能使用多核CPU。
2) 執行緒程序都是同步機制,而協程則是非同步
3) 協程能保留上一次呼叫時的狀態,每次過程重入時,就相當於進入上一次呼叫的狀態