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CPU进程与线程的关系和区别

CPU进程与线程的关系和区别
CPU进程与线程的关系和区别

CPU进程与线程的关系和区别

篇一:进程和线程的区别

进程和线程的区别线程是指进程内的一个执行单元,也是进程内的可调度实体.

与进程的区别:

(1)地址空间:进程内的一个执行单元;进程至少有一个线程;它们共享进程的地址空间;而进程有自己独立的地址空间;

(2)资源拥有:进程是资源分配和拥有的单位,同一个进程内的线程共享进程的资源

(3)线程是处理器调度的基本单位,但进程不是.

4)二者均可并发执行.

进程和线程都是由操作系统所体会的程序运行的基本单元,系统利用该基本单元实现系统对应用的并发性。进程和线程的区别在于:

简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.

线程的划分尺度小于进程,使得多线程程序的并发性高。

另外,进程在执行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存,从而极大地提高了程序的运行效率。

线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行,必须依存在应用程序中,由应用程序提供多个线程执行控制。

从逻辑角度来看,多线程的意义在于一个应用程序中,有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用,来实现进程的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别。

进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位.

线程是进程的一个实体,是cpu调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源.

一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行.

和"stdio.h"区别

#include"stdio.h"

当要调用某个函数时

先在用户自已编写的文件中查找,如果找不到再到库文件里去找,而#include是直接到库文件里去找

所以如果是调用自己写的函数的话就用#include"stdio.h",这种形式

而调用标准库函数的话就用#include这种形式,可以提高速度

篇二:进程线程区别与联系

定义:

一程序只是一组指令的有序集合

二进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配和调度的一个独立单位;

三线程是进程的一个实体,是cpu调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),一个线程可以创建和撤销另一个线程;

一进程与线程区别与联系

(1)划分尺度:线程更小,所以多线程程序并发性更高;

(2)资源分配:进程是资源分配的基本单位,同一进程内多个线程共享其资源;

(3)地址空间:进程拥有独立的地址空间,同一进程内多个线程共享其资源;

(4)处理器调度:线程是处理器调度的基本单位;

(5)执行:每个线程都有一个程序运行的入口,顺序执行序列和程序的出口,但线程不能单独执行,必须组成进程,一个进程至少有一个主线程。简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.

二进程和程序区别和联系

(1)程序只是一组指令的有序集合,它本身没有任何运行的含义,它只是一个静态的实体。而进程则不同,它是程序在某个数据集上的执行。进程是一个动态的实体,它有自己的生命周期。反映了一个程序

在一定的数据集上运行的全部动态过程。

(2)进程和程序并不是一一对应的,一个程序执行在不同的数据集上就成为不同的进程,可以用进程控制块来唯一地标识每个进程。而这一点正是程序无法做到的,由于程序没有和数据产生直接的联系,既使是执行不同的数据的程序,他们的指令的集合依然是一样的,所以无法唯一地标识出这些运行于不同数据集上的程序。一般来说,一个进程肯定有一个与之对应的程序,而且只有一个。而一个程序有可能没有与之对应的进程(因为它没有执行),也有可能有多个进程与之对应(运行在几个不同的数据集上)。

(3)进程还具有并发性和交往性,这也与程序的封闭性不同。

进程和程序区别和联系表现在以下方面:

1)程序只是一组指令的有序集合,它本身没有任何运行的含义,它只是一个静态的实体。而进程则不同,它是程序在某个数据集上的执行。进程是一个动态的实体,它有自己的生命周期。它因创建而产生,因调度而运行,因等待资源或事件而被处于等待状态,因完成任务而被撤消。反映了一个程序在一定的数据集上运行的全部动态过程。

2)进程和程序并不是一一对应的,一个程序执行在不同的数据集上就成为不同的进程,可以用进程控制块来唯一地标识每个进程。而这一点正是程序无法做到的,由于程序没有和数据产生直接的联系,既使是执行不同的数据的程序,他们的指令的集合依然是一样的,所以无法唯一地标识出这些运行于不同数据集上的程序。一般来说,一个进程肯定有一个与之对应的程序,而且只有一个。而一个程序有可能没

有与之对应的进程(因为它没有执行),也有可能有多个进程与之对应(运行在几个不同的数据集上)。

3)进程还具有并发性和交往性,这也与程序的封闭性不同。进程和线程都是由操作系统所体会的程序运行的基本单元,系统利用该基本单元实现系统对应用的并发性。进程和线程的区别在于:

简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.

线程的划分尺度小于进程,使得多线程程序的并发性高。

另外,进程在执行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存,从而极大地提高

了程序的运行效率。

线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行,必须依存在应用程序中,由应用程序提供多个线程执行控制。

从逻辑角度来看,多线程的意义在于一个应用程序中,有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用,来实现进程的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别。

进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位.

线程是进程的一个实体,是cpu调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是

进程与线程的区别 进程的通信方式 线程的通信方式

进程与线程的区别进程的通信方式线 程的通信方式 进程与线程的区别进程的通信方式线程的通信方式2011-03-15 01:04 进程与线程的区别: 通俗的解释 一个系统运行着很多进程,可以比喻为一条马路上有很多马车 不同的进程可以理解为不同的马车 而同一辆马车可以有很多匹马来拉--这些马就是线程 假设道路的宽度恰好可以通过一辆马车 道路可以认为是临界资源 那么马车成为分配资源的最小单位(进程) 而同一个马车被很多匹马驱动(线程)--即最小的运行单位 每辆马车马匹数=1 所以马匹数=1的时候进程和线程没有严格界限,只存在一个概念上的区分度 马匹数1的时候才可以严格区分进程和线程 专业的解释: 简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.

线程的划分尺度小于进程,使得多线程程序的并发性高。另外,进程在执 行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存,从而极大地提高了程序 的运行效率。 线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行 的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行,必须依存在 应用程序中,由应用程序提供多个线程执行控制。 从逻辑角度来看,多线程的意义在于一个应用程序中,有多个执行部分可 以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用,来实现进程 的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别。 进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位. 线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的 能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中 必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的 其他的线程共享进程所拥有的全部资源. 一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以 并发执行 进程和线程的主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式。进程有 独立的地址空间,一个进程崩溃后,在保护模式下不会对其它进程产生影响, 而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量,但线 程之间没有单独的地址空间,一个线程死掉就等于整个进程死掉,所以多进程 的程序要比多线程的程序健壮,但在进程切换时,耗费资源较大,效率要差一些。但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作,只能用线程,不能用进程。如果有兴趣深入的话,我建议你们看看《现代操作系统》或者 《操作系统的设计与实现》。对就个问题说得比较清楚。 +++ 进程概念

多核与多线程技术的区别到底在哪里

多核与多线程技术的区别到底在哪里? 【导读】:毫无疑问的,“多核”、“多线程”此二词已快成为当今处理器架构设计中的两大显学,如同历史战国时代以“儒”、“墨”两大派的显学,只不过当年两大治世思想学派是争得你死我亡,而多核、多线程则是相互兼容并蓄,今日几乎任何处理器都朝同时具有多核多线程的路线发展迈进。毫无疑问的,“多核”、“多线程”此二词已快成为当今处理器架构设计中的两大显学,如同历史战国时代以“儒”、“墨”两大派的显学,只不过当年两大治世思想学派是争得你死我亡,而多核、多线程则是相互兼容并蓄,今日几乎任何处理器都朝同时具有多核多线程的路线发展迈进。 虽然两词到处可见,但可有人知此二者的实际差异?在执行设计时又是以何者为重?到底是该多核优先还是多线程提前?关于此似乎大家都想进一步了解,本文以下试图对此进行个中差异的解说,并尽可能在不涉及实际复杂细节的情形下,让各位对两者的机制观念与差别性有所理解。 行程早于线程 若依据信息技术的发展历程,在软件程序执行时的再细分、再切割的小型化单位上,先是有行程(Process),之后才有线程(Thread),线程的单位比行程更小,一个行程内可以有多个线程,在一个行程下的各线程,都是共享同一个行程所建立的内存寻址资源及内存管理机制,包括执行权阶、内存空间、堆栈位置等,除此之外各个线程自身仅拥有少许因为执行之需的变量自属性,其余都依据与遵行行程所设立的规定。 相对的,程序与程序之间所用的就是不同的内存设定,包括分页、分段等起始地址的不同,执行权阶的不同,堆栈深度的不同等,一颗处理器若执行了A行程后要改去执行B行程,对此必须进行内存管理组态的搬迁、变更,而这个搬迁若是在处理器内还好,若是在高速缓存甚至是系统主存储器时,此种切换、转移程序对执行效能的损伤就非常大,因为完成搬迁、切换程序的相同时间,处理器早就可以执行数十到上千个指令。 两种路线的加速思维 所以,想避免此种切换的效率损耗,可以从两种角度去思考,第一种思考就是扩大到整体运算系统的层面来解决,在一部计算机内设计、配置更多颗的处理器,然后由同一个操作系统同时掌控及管理多颗处理器,并将要执行的程序的各个程序,一个程序喂(也称:发派)给一颗处理器去执行,如此多颗同时执行,每颗处理器执行一个程序,如此就可以加快整体的执行效率。 当然!这种加速方式必须有一个先决条件,即是操作系统在编译时就必须能管控、发挥及运用多行程技术,倘若以单行程的系统组态来编译,那么操作系统就无法管控服务器内一颗以上的处理器,如此就不用去谈论由操作系统负责让应用程序的程序进行同时的多颗同时性的执行派送。 即便操作系统支持多程序,而应用程序若依旧只支持单程序,那情形一样是白搭,操作

操作系统第二章进程和线程复习题

第二章练习题 一、单项选择题 1.某进程在运行过程中需要等待从磁盘上读入数据,此时该进程的状态将( C )。 A. 从就绪变为运行; B.从运行变为就绪; C.从运行变为阻塞; D.从阻塞变为就绪2.进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构,一个进程( D )。 A.可以有多个进程控制块; B.可以和其他进程共用一个进程控制块; C.可以没有进程控制块; D.只能有惟一的进程控制块。 3.临界区是指并发进程中访问共享变量的(D)段。 A、管理信息 B、信息存储 C、数据 D、 程序 4. 当__ B__时,进程从执行状态转变为就绪状态。 A. 进程被调度程序选中 B. 时间片到 C. 等待某一事件 D. 等待的事件发生 5. 信箱通信是一种( B )通信方式。 A. 直接通信 B. 高级通信

C. 低级通信 D. 信号量 6. 原语是(B)。 A、一条机器指令 B、若干条机器指令组成 C、一条特定指令 D、中途能打断的指令 7. 进程和程序的一个本质区别是(A)。 A.前者为动态的,后者为静态的; B.前者存储在内存,后者存储在外存; C.前者在一个文件中,后者在多个文件中; D.前者分时使用CPU,后者独占CPU。 8. 任何两个并发进程之间存在着(D)的关系。 A.各自完全独立B.拥有共享变量 C.必须互斥D.可能相互制约 9. 进程从运行态变为等待态可能由于(B )。 A.执行了V操作 B.执行了P 操作 C.时间片用完 D.有高优先级进程就绪 10. 用PV操作管理互斥使用的资源时,信号量的初值应定义为(B)。 A.任意整数 B.1 C.0 D.-1

多核处理器

多核处理器 多核处理器是指在一枚处理器中集成两个或多个完整的计算引擎(内核)。多核技术的开发源于工程师们认识到,仅仅提高单核芯片的速度会产生过多热量且无法带来相应的性能改善,先前的处理器产品就是如此。他们认识到,在先前产品中以那种速率,处理器产生的热量很快会超过太阳表面。即便是没有热量问题,其性价比也令人难以接受,速度稍快的处理器价格要高很多。 最新新闻 中国发布全球首款全系统多核高精度导航定位芯片 全球首款全系统多核高精度导航定位系统级芯片,13日在第六届中国卫星[2.10% 资金研报]学术年会期间对外发布。专家表示,这意味着国产芯片不仅具备国际竞争力,还从“跟踪者”跃升为“引领者”。...详情 内容来自 中文名多核处理器 定义集成两个或多个完整的计算引擎 第一颗通用型微处理器4004 技术优势采用了线程级并行编程 目录 1技术发展 2发展历程 3技术优势 4技术瓶颈 5技术原理 6技术关键 ?核结构研究 ?程序执行模型 ?Cache设计 ?核间通信技术 ?总线设计 ?操作系统设计 ?低功耗设计 ?存储器墙 ?可靠性及安全性设计 7技术意义 8技术种类 9技术应用 10应用 11英特尔 1技术发展 256线程的CPU 256线程的CPU 英特尔工程师们开发了多核芯片,使之满足“横向扩展”(而非“纵向扩充”)方法,从而提高性能。该架构实现了“分治法”战略。通过划分任务,线程应用能够充分利用多个执行内核,并可在特定的时间内执行更多任务。多核处理器是单枚芯片(也称为“硅核”),能够直

接插入单一的处理器插槽中,但操作系统会利用所有相关的资源,将每个执行内核作为分立的逻辑处理器。通过在两个执行内核之间划分任务,多核处理器可在特定的时钟周期内执行更多任务。多核架构能够使软件更出色地运行,并创建一个促进未来的软件编写更趋完善的架构。尽管认真的软件厂商还在探索全新的软件并发处理模式,但是,随着向多核处理器的移植,现有软件无需被修改就可支持多核平台。操作系统专为充分利用多个处理器而设计,且无需修改就可运行。为了充分利用多核技术,应用开发人员需要在程序设计中融入更多思路,但设计流程与对称多处理(SMP)系统的设计流程相同,并且现有的单线程应用也将继续运行。得益于线程技术的应用在多核处理器上运行时将显示出卓越的性能可扩充性。此类软件包括多媒体应用(内容创建、,以及本地和数据流回放)、工程和其他技术计算应用以及诸如应用服务器和数据库等中间非标轴承https://www.doczj.com/doc/c41287456.html,层与后层服务器应用。多核技术能够使服务器并行处理任务,而在以前,这可能需要使用多个处理器,多核系统更易于扩充,并且能够在更纤巧的外形中融入更强大的处理性能,这种外形所用的功耗更低、计算功耗产生的热量更少。多核技术是处理器发展的必然。推动微处理器性能不断提高的因素主要有两个:半导体工艺技术的飞速进步和体系结构的不断发展。半导体工艺技术的每一次进步都为微处理器体系结构的研究提出了新的问题,开辟了新的领域;体系结构的进展又在半导体工艺技术发展的基础上进一步提高了微处理器的性能。这两个因素是相互影响,相互促进的。一般说来,工艺和电路技术的发展使得处理器性能提高约20倍,体系结构的发展使得处理器性能提高约4倍,编译技术的发展使得处理器性能提高约1.4倍。但是今天,这种规律性的东西却很难维持。多核的出现是技术发展和应用需求的必然产物。 2发展历程 1971年,英特尔推出的全球第一颗通用型微处理器4004,由2300个晶体管构成。当时,公司的联合创始人之一戈登摩尔(Gordon Moore),就提出后来被业界奉为信条的“摩尔定律”——每过18个月,芯片上可以集成的晶体管数目将增加一倍。 在一块芯片上集成的晶体管数目越多,意味着运算速度即主频就更快。今天英特尔的奔腾(Pentium)四至尊版840处理器,晶体管数量已经增加至2.5亿个,相比当年的4004增加了10万倍。其主频也从最初的740kHz(每秒钟可进行74万次运算),增长到现在的3.9GHz(每秒钟运算39亿次)以上。 当然,CPU主频的提高,或许在一定程度上也要归功于1975年进入这个领域的AMD公司的挑战。正是这样的“双雄会”,使得众多计算机用户有机会享受不断上演的“速度与激情”。一些仍不满足的发烧友甚至选择了自己超频,因为在玩很多游戏时,更快的速度可以带来额外的饕餮享受。 但到了2005年,当主频接近4GHz时,英特尔和AMD发现,速度也会遇到自己的极限:那就是单纯的主频提升,已经无法明显提升系统整体性能。 以英特尔发布的采用NetBurst架构的奔腾四CPU为例,它包括Willamette、Northwood和Prescott等三种采用不同核心的产品。利用冗长的运算流水线,即增加每个时钟周期同时执行的运算个数,就达到较高的主频。这三种处理器的最高频率,分别达到了2.0G、3.4G和3.8G。 按照当时的预测,奔腾四在该架构下,最终可以把主频提高到10GHz。但由于流水线过长,使得单位频率效能低下,加上由于缓存的增加和漏电流控制不利造成功耗大幅度增加,3.6GHz奔腾四芯片在性能上反而还不如早些时推出的3.4GHz产品。所以,Prescott产品系列只达到3.8G,就戛然而止。 英特尔上海公司一位工程师在接受记者采访时表示,Netburst微架构的好处在于方便提升频率,可以让产品的主频非常高。但性能提升并不明显,频率提高50%,性能提升可能微不

多核处理器的优点和缺点

三、多核处理器的优点和缺点 从应用需求上去看,越来越多的用户在使用过程中都会涉及到多任务应用环境,日常应用中用到的非常典型的有两种应用模式。 一种应用模式是一个程序采用了线程级并行编程,那么这个程序在运行时可以把并行的线程同时交付给两个核心分别处理,因而程序运行速度得到极大提高。这类程序有的是为多路工作站或服务器设计的专业程序,例如专业图像处理程序、非线视频编缉程序、动画制作程序或科学计算程序等。对于这类程序,两个物理核心和两颗处理器基本上是等价的,所以,这些程序往往可以不作任何改动就直接运行在双核电脑上。 还有一些更常见的日常应用程序,例如、等,同样也是采用线程级并行编程,可以在运行时同时调用多个线程协同工作,所以在双核处理器上的运行速度也会得到较大提升。例如,打开浏览器上网。看似简单的一个操作,实际上浏览器进程会调用代码解析、播放、多媒体播放、、脚本解析等一系列线程,这些线程可以并行地被双核处理器处理,因而运行速度大大加快(实际上浏览器的运行还涉及到许多进程级的交互通信,这里不再详述)。由此可见,对于已经采用并行编程的软件,不管是专业软件,还是日常应用软件,在多核处理器上的运行速度都会大大提高。 日常应用中的另一种模式是同时运行多个程序。许多程序没有采用并行编程,例如一些文件压缩软件、部分游戏软件等等。对于这些单线程的程序,单独运行在多核处理器上与单独运行在同样参数的单核处理器上没有明显的差别。但是,由于日常使用的最最基本的程序——操作系统——是支持并行处理的,所以,当在多核处理器上同时运行多个单线程程序的时候,操作系统会把多个程序的指令分别发送给多个核心,从而使得同时完成多个程序的速度大大加快。 另外,虽然单一的单线程程序无法体现出多核处理器的优势,但是多核处理器依然为程序设计者提供了一个很好的平台,使得他们可以通过对原有的单线程序进行并行设计优化,以实现更好的程序运行效果。 上面介绍了多核心处理器在软件上面的应用,但游戏其实也是软件的一种,作为一种特殊的软件,对发展作出了较大的贡献。一些多线程游戏已经能够发挥出多核处理器的优势,对于单线程游戏,相信游戏厂商也将会改变编程策略,例如,一些游戏厂商正在对原来的一些单线程游戏进行优化,采用并行编程使得游戏运行得更快。有的游戏可以使用一个线程实现人物动画,而使用另一个线程来载入地图信息。或者使用一个线程来实现图像渲染中的矩阵运算,而使用另一个来实现更高的人工智能运算。如今,大量的支持多核心的游戏涌现出来,从而使得多核处理器的优势能得到进一步的发挥。 但布赖恩特直言不讳地指出,要想让多核完全发挥效力,需要硬件业和软件业更多革命性的更新。其中,可编程性是多核处理器面临的最大问题。一旦核心多过八个,就需要执行程序能够并行处理。尽管在并行计算上,人类已经探索了超过年,但编写、调试、优化并行处理程序的能力还非常弱。 易观国际分析师李也认为,“出于技术的挑战,双核甚至多核处理器被强加给了产业,而产业却并没有事先做好准备”。或许正是出于对这种失衡的担心,中国国家智能计算机中心主任孙凝辉告诉《财经》记者,“十年以后,多核这条道路可能就到头了”。在他看来,一味增加并行的处理单元是行不通的。并行计算机的发展历史表明,并行粒度超过以后,程序就很难写,能做到个以上的应用程

进程和线程的选择

鱼还是熊掌:浅谈多进程多线程的选择 关于多进程和多线程,教科书上最经典的一句话是“进程是资源分配的最小单位,线程是CPU调度的最小单位”,这句话应付考试基本上够了,但如果在工作中遇到类似的选择问题,那就没有这么简单了,选的不好,会让你深受其害。 经常在网络上看到有的XDJM问“多进程好还是多线程好?”、“Linux下用多进程还是多线程?”等等期望一劳永逸的问题,我只能说:没有最好,只有更好。根据实际情况来判断,哪个更加合适就是哪个好。 我们按照多个不同的维度,来看看多线程和多进程的对比(注:因为是感性的比较,因此都是相对的,不是说一个好得不得了,另外一个差的无法忍受) 看起来比较简单,优势对比上是“线程 3.5 v 2.5 进程”,我们只管选线程就是了? 呵呵,有这么简单我就不用在这里浪费口舌了,还是那句话,没有绝对的好与坏,只有哪个更加合适的问题。我们来看实际应用中究竟如何判断更加合适。 1)需要频繁创建销毁的优先用线程 原因请看上面的对比。 这种原则最常见的应用就是Web服务器了,来一个连接建立一个线程,断了就销毁线程,要是用进程,创建和销毁的代价是很难承受的

2)需要进行大量计算的优先使用线程 所谓大量计算,当然就是要耗费很多CPU,切换频繁了,这种情况下线程是最合适的。 这种原则最常见的是图像处理、算法处理。 3)强相关的处理用线程,弱相关的处理用进程 什么叫强相关、弱相关?理论上很难定义,给个简单的例子就明白了。 一般的Server需要完成如下任务:消息收发、消息处理。“消息收发”和“消息处理”就是弱相关的任务,而“消息处理”里面可能又分为“消息解码”、“业务处理”,这两个任务相对来说相关性就要强多了。因此“消息收发”和“消息处理”可以分进程设计,“消息解码”、“业务处理”可以分线程设计。 当然这种划分方式不是一成不变的,也可以根据实际情况进行调整。 4)可能要扩展到多机分布的用进程,多核分布的用线程 原因请看上面对比。 5)都满足需求的情况下,用你最熟悉、最拿手的方式 至于“数据共享、同步”、“编程、调试”、“可靠性”这几个维度的所谓的“复杂、简单”应该怎么取舍,我只能说:没有明确的选择方法。但我可以告诉你一个选择原则:如果多进程和多线程都能够满足要求,那么选择你最熟悉、最拿手的那个。 需要提醒的是:虽然我给了这么多的选择原则,但实际应用中基本上都是“进程+线程”的结合方式,千万不要真的陷入一种非此即彼的误区。

操作系统对多核处理器的支持方法

随着多核处理器的发展,对软件开发有非常大的影响,而且核心的瓶颈在软件上。软件开发在多核环境下的核心是多线程开发。这个多线程不仅代表了软件实现上多线程,要求在硬件上也采用多线程技术。可以说多核提供了可以大幅提升性能的机制,多核软件就是可以真正利用这一特点的策略。只有与多核硬件相适应的软件,才能真正地发挥多核的性能。多核对软件的要求包括对多核操作系统的要求和对应用软件的要求。 多核操作系统的关注点在于进程的分配和调度。进程的分配将进程分配到合理的物理核上,因为不同的核在共享性和历史运行情况都是不同的。有的物理核能够共享二级cache,而有的却是独立的。如果将有数据共享的进程分配给有共享二级cache的核上,将大大提升性能;反之,就有可能影响性能。进程调度会涉及到比较广泛的问题,比如负载均衡、实时性等。 面向多核体系结构的操作系统调度目前多核软件的一个热点,其中研究的热点主要有下面几方面:程序的并行研究;多进程的时间相关性研究;任务的分配与调度;缓存的错误共享;一致性访问研究;进程间通信;多处理器核内部资源竞争等等。这些探讨相互独立又相互依赖。考虑一个系统的性能时必须将其中的几点同时加以考虑,有时候对一些点的优化会造成另一些点的性能下降,需要用程序进行性能优化评测,所以合适的多核系统软件方案正在形成过程中。 任务的分配是多核时代提出的新概念。在单核时代,没有核的任务分配的问题,一共只有一个核的资源可被使用。而在多核体系下,有多个核可以被使用。如果系统中有几个进程需要分配,是将他们均匀地分配到各个处理器核,还是一起分配到一个处理器核,或是按照一定的算法进行分配。并且这个分配还受底层系统结构的影响,系统是SMP构架还是CMP构架,在CMP构架中会共享二级缓存的核的数量,这是影响分配算法的因子。任务分配结束后,需要考虑任务调度。对于不同的核,每个处理器核可以有自己独立的调度算法来执行不同的任务(实时任务或者交互性任务),也可以使用一致的调度算法。此外,还可以考虑一个进程上一个时间运行在一个核上,下一个时间片是选择继续运行在这个核上,还是进行线程迁移;怎样直接调度实时任务和普通任务;系统的核资源是否要进行负载均衡等等。任务调度是目前研究的热点之一。 在单核处理器中,常见的调度策略有先到先服务(FCFS),最短作业调度(SJF),优先级调度(Priority-scheduling algorithm),轮转法调度(round-robin RR),多级队列调度(multilevel queue-schedule algorithm)等。例如在Linux操作系统中对实时任务采取FCFS和RR两种调度,普通任务调度采取优先级调度。 对于多核处理器系统的调度,目前还没有明确的标准与规范。由于系统有多个处理器核可用,必须进行负载分配,有可能为每个处理器核提供单独的队列。在这种情况下,一个具有空队列的处理器就会空闲,而另一个处理器会很忙。所以如何处理好负载均衡问题是这种调度策略的关键问题所在。为了解决这种情况,可以考虑共同就绪队列,所有处理器公用一个就绪队列。但是这无疑对进程上下文切换、锁的转换增加了执行时间,降低了性能。另外一种想法就是选择一个处理器来为其他处理器调度,因而创建了主从结构。有的系统将主从结构作进一步扩

c语言 多进程和多线程

一.多进程程序的特点 进程是一个具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次可以并发执行的运行活动,是处于活动状态的计算机程序。进程作为构成系统的基本细胞,不仅是系统内部独立运行的实体,而且是独立竞争资源的基本实体。 进程是资源管理的最小单位,线程是程序执行的最小单位。进程管理着资源(比如cpu、内存、文件等等),而将线程分配到某个cpu上执行。在操作系统设计上,从进程演化出线程,最主要的目的就是更好的支持多处理器系统和减小上下文切换开销。 进程的状态系统为了充分的利用资源,对进程区分了不同的状态.将进程分为新建,运行,阻塞,就绪和完成五个状态. 新建表示进程正在被创建, 运行是进程正在运行, 阻塞是进程正在等待某一个事件发生, 就绪是表示系统正在等待CPU来执行命令, 完成表示进程已经结束了系统正在回收资源. 由于UNIX系统是分时多用户系统, CPU按时间片分配给各个用户使用,而在实质上应该说CPU按时间片分配给各个进程使用, 每个进程都有自己的运行环境以使得在CPU做进程切换时不会"忘记"该进程已计算了一半的"半成品”. 以DOS的概念来说, 进程的切换都是一次"DOS中断"处理过程, 包括三个层次: 1)用户数据的保存: 包括正文段(TEXT), 数据段(DATA,BSS), 栈段(STACK), 共享内 存段(SHARED MEMORY)的保存. 2)寄存器数据的保存: 包括PC(program counter,指向下一条要执行的指令的地址), PSW(processor status word,处理机状态字), SP(stack pointer,栈指针), PCBP(pointer of process control block,进程控制块指针), FP(frame pointer,指向栈中一个函数的local 变量的首地址), AP(augument pointer,指向栈中函数调用的实参位置), ISP(interrupt stack pointer,中断栈指针), 以及其他的通用寄存器等. 3)系统层次的保存: 包括proc,u,虚拟存储空间管理表格,中断处理栈.以便于该进程再一次得到CPU时 间片时能正常运行。既然系统已经处理好所有这些中断处理的过程, 我们做程序 还有什么要担心的呢? 我们尽可以使用系统提供的多进程的特点, 让几个程序精 诚合作, 简单而又高效地把结果给它搞出来。 另外,UNIX系统本身也是用C语言写的多进程程序,多进程编程是UNIX的特点,当我们熟悉了多进程?将会对UNIX系统机制有一个较深的认识.首先我介绍一下多进程程序的一些突出的特点:

多核处理器1

多核处理器 摘要: 多核处理器也称为片上多处理器(chip multi-processor,CMP),或单芯片多处理器。自1996年美国斯坦福大学首次提出片上多处理器(CMP)思想和首个多核结构原型,到2001年mM推出第一个商用多核处理器POWER4,再到2005年Intel和AMD多核处理器的大规模应用,最后到现在多核成为市场主流,多核处理器经历了十几年的发展。在这个过程中,多核处理器的应用范围已覆盖了多媒体计算、嵌入式设备、个人计算机、商用服务器和高性能计算机等众多领域,多核技术及其相关研究也迅速发展,比如多核结构设计方法、片上互连技术、可重构技术、下一代众核技术等。然而,多核处理器的技术并未成熟,多核的潜力尚未完全挖掘,仍然存在许多待研究的问题。 二.什么是多核处理器 2.1什么是多核处理器 多核处理器是指在一枚处理器中集成两个或多个完整的计算引擎(内核)。多核技术的开发源于工程师们认识到,仅仅提高单核芯片的速度会产生过多热量且无法带来相应的性能改善,先前的处理器产品就是如此。他们认识到,在先前产品中以那种速率,处理器产生的热量很快会超过太阳表面。即便是没有热量问题,其性价比也令人难以接受,速度稍快的处理器价格要高很多。英特尔工程师们开发了多核芯片,使之满足横向扩展(而非纵向扩充)方法,从而提高性能。该架构实现了分治法战略。通过划分任务,线程应用能够充分利用多个执行内核,并可在特定的时间内执行更多任务。多核处理器是单枚芯片(也称为硅核),能够直接插入单一的处理器插槽中,但操作系统会利用所有相关的资源,将每个执行内核作为分立的逻辑处理器。通过在两个执行内核之间划分任务,多核处理器可在特定的时钟周期内执行更多任务。多核架构能够使软件更出色地运行,并创建一个促进未来的软件编写更趋完善的架构。尽管认真的软件厂商还在探索全新的软件并发处理模式,但是,随着向多核处理器的移植,现有软件无需被修改就可支持多核平台。操作系统专为充分利用多个处理器而设计,且无需修改就可运行。为了充分利用多核技术,应用开发人员需要在程序设计中融入更多思路,但设计流程与对称多处理(SMP)系统的设计流程相同,并且现有的单线程应用也将继续运行。得益于线程技术的应用在多核处理器上运行时将显示出卓越的性能可扩充性。此类软件包括多媒体应用(内容创建、编辑,以及本地和数据流回放)、工程和其他技术计算应用以及诸如应用服务器和数据库等中间层与后层服务器应用。多核技术能够使服务器并行处理任务,而在以前,这可能需要使用多个处理器,多核系统更易于扩充,并且能够在更纤巧的外形中融入更强大的处理性能,这种外形所用的功耗更低、计算功耗产生的热量更少。多核技术是处理器发展的必然。推动微处理器性能不断提高的因素主要有两个:半导体工艺技术的飞速进步和体系结构的不断发展。半导体工艺技术的每一次进步都为微处理器体系结构的研究提出了新的问题,开辟了新的领域;体系结构的进展又在半导体工艺技术发展的基础上进一步提高了微处理器的性能。这两个因素是相互影响,相互促进的。一般说来,工艺和电路技术的发展使得处理器性能提高约20倍,体系结构的发展使得处理器性能提高约4倍,编译技术的发展使得处理器性能提高约1.4倍。但是今天,这种规律性的东西却很难维

Apache log4cxx在C++多进程多线程下的使用

Apache log4cxx在C++多进程多线程下的使用 1、Apache log4cxx介绍 Apache log4cxx是Apache Logging Services三个日志记录项目之一,完全开源组件。是著名的日志记录组件log4j的c++移植版,用于为C++程序提供日志功能,以便开发者对目标程序进行调试和审计。当前的最新版本为0.10.0。 2、Apache log4cxx 框架组成 Apache Log4cxx有三个关键组件,它们是loggers, appenders和layouts。执行日志操作Logger是log4cxx的核心类。looger有层次结构,最顶层为RootLogger;logger是分七个级别,分别是debug、info、warn、error、fatal、all、off,最常用的应该是debug()和info();而warn()、error()、fatal()仅在相应事件发生后才使用。每个logger可以附加多个Appender。Appender 代表了日志输出的目标,如输出到文件、控制台,数据库等等。对于每一种appender,都可以通过layout进行格式设置,根据自己需求定制不同日志内容。 使用中用到的类有BasicConfigurator、PropertyConfigurator、DOMConfigurator等,用于对log4cxx进行配置。其中BasicConfigurator提供了一种简单配置,包括使用ConsoleAppder作为root appender和PatternLayout 作为缺省布局, PropertyConfigurator使用properties文件作为配置方式,DOMConfigurator则使用properties文件作为配置方式,具体配置文档信息请查阅相关资料。 3、多进程多线程使用设计 Apache Log4cxx 提供的常用供日志调用方法,logger->info(),logger->debug(),logger->warn(),logger->error(),与上述方法类似的还有相应的宏调用LOG4CXX_DEBUG()、LOG4CXX_INFO()、LOG4CXX_WARN()、LOG4CXX_ERROR()。每个方法与宏的参数要求是全字符串类型,对于不同的日志信息相应调用不同的日志记录方法,即可得到不同级别、不同类型的日志信息。 配置文件的设置Apache Log4cxx提供 static void configure(helpers::Properties& properties)函数,参数中传入配置文件的绝对路径或是相对路径、文件名,日志文件名称 Apache Log4cxx 提供 static LoggerPtr getLogger(const std::wstring& name); 参数中传入日志文件名,用日志文件名称实例化LoggerPtr对象 LoggerPtr logger(Logger::getLogger(trace)),即可用通过logger对象调用相应类型日志方法,宏调用也在实例化日志对象后才能对设置信息有作用大家看到了,方法参数要求是一个字符串类型,不便于C++记录日志,也不习惯于C++程序员使用。配置文件与日志文件名设备,都用到了静态方法,多线程共用一个日志对象,每个线程一个日志文件,上述静态方法是不能满足这个需求的,多个进程里面不用的线程调用此方法,每个线程一个日志文件,就更不能满足需求,所以我们必须自己设计一种结构来封装Apache Log4cxx提供的方法,满足多进程多线程下,一个线程一个日志文件的需求。设计一种方便的参数传入模式,使C++程序员能方便使用日志组件提供方法。 我的设计模型如下,用动态库封装日志方法,不同进程、不同线程实例化一

一分钟看懂CPU多发射超标量、多线程、多核之概念和区别

【闲来无事、做做科普、反正也算是marketing job;教你一分钟看懂CPU多发射超标量/多线程/多核之概念和区别】最近在多个场合大肆宣扬多核多线程,收到对多线程表示不解的问题n多,苦思多日,终得一形象生动的模型,你肯定懂的。 因为是比喻和科普、过于严谨的技术控请勿吐槽。 处理器性能提高之公开秘笈:超标量、多线程、多核。 用于说明的生活模型:高速公路及收费站。 简单CPU的原型:单车道马路 + 单收费闸口,车辆只能一辆辆排队通过,并行度为1。 为了提高通行能力同时积极创收,相关部门运用世界顶尖CPU设计理念,对高速公路系统进行了如下拓宽改造: (1)增加车道(图示为3条车道); (2)增加收费通道(图示为2个通道);

(3)每个收费通道放置多个收费员(图示每条通道有a和b两个收费窗口)。 其中(1)+(3)组合手段就是所谓的超标量结构,该图示为双发射超标量。超标量指有多个车道,双发射是指有a和b两位收费员可以同时发卡,把两辆车送到不同车道上去。 手段(2)就是多线程的模型了,原有车道不变、只增加收费通道,这样多个车流来的时候可以同时发卡放行。 从这个比喻来看多线程显然是个非常直观和有用的办法,但为什么在CPU世界中似乎有点模糊难懂的感觉呢?那是因为CPU的指令流喜欢一个挨一个、一列纵队龟速前进,这样的话单通道多收费员还起点作用、多通道就形同虚设了。收费员1.a和1.b会累死,而2.a和2.b则能够睡觉。因此把车流进行整队就很重要——这就是并行编程,即要设法把一列纵队排列成多列纵队。 至于多核的概念,那就简单粗暴很多了,直接在这条马路边上进行征地拆迁、新修一条一模一样的高速公路便是,牛吧。现在大家手机里面的多核,就是并排几条“单收费通道+多车道”的马路,车流稀少、路况不错,不过相关部门表示因为道路利用率底下、经济效益欠佳、回收投资压力巨大。 无论多核还是多线程,都有一个同样的问题需要解决,就是要把车流整成多列纵队,这样多条马路和多个收费通道的并行度才能发挥作用。

浅谈多核CPU、多线程与并行计算

0.前言 最近发觉自己博客转帖的太多,于是决定自己写一个原创的。笔者用过MPI 和C#线程池,参加过比赛,有所感受,将近一年来,对多线程编程兴趣一直不减,一直有所关注,决定写篇文章,算是对知识的总结吧。有说的不对的地方,欢迎各位大哥们指正:) 1.CPU发展趋势 核心数目依旧会越来越多,依据摩尔定律,由于单个核心性能提升有着严重的瓶颈问题,普通的桌面PC有望在2017年末2018年初达到24核心(或者16核32线程),我们如何来面对这突如其来的核心数目的增加?编程也要与时俱进。笔者斗胆预测,CPU各个核心之间的片内总线将会采用4路组相连:),因为全相连太过复杂,单总线又不够给力。而且应该是非对称多核处理器,可能其中会混杂几个DSP处理器或流处理器。 2.多线程与并行计算的区别 (1)多线程的作用不只是用作并行计算,他还有很多很有益的作用。 还在单核时代,多线程就有很广泛的应用,这时候多线程大多用于降低阻塞(意思是类似于 while(1) { if(flag==1) break;

sleep(1); } 这样的代码)带来的CPU资源闲置,注意这里没有浪费CPU资源,去掉sleep(1)就是纯浪费了。 阻塞在什么时候发生呢?一般是等待IO操作(磁盘,数据库,网络等等)。此时如果单线程,CPU会干转不干实事(与本程序无关的事情都算不干实事,因为执行其他程序对我来说没意义),效率低下(针对这个程序而言),例如一个IO操作要耗时10毫秒,CPU就会被阻塞接近10毫秒,这是何等的浪费啊!要知道CPU是数着纳秒过日子的。 所以这种耗时的IO操作就用一个线程Thread去代为执行,创建这个线程的函数(代码)部分不会被IO操作阻塞,继续干这个程序中其他的事情,而不是干等待(或者去执行其他程序)。 同样在这个单核时代,多线程的这个消除阻塞的作用还可以叫做“并发”,这和并行是有着本质的不同的。并发是“伪并行”,看似并行,而实际上还是一个CPU在执行一切事物,只是切换的太快,我们没法察觉罢了。例如基于UI 的程序(俗话说就是图形界面),如果你点一个按钮触发的事件需要执行10秒钟,那么这个程序就会假死,因为程序在忙着执行,没空搭理用户的其他操作;而如果你把这个按钮触发的函数赋给一个线程,然后启动线程去执行,那么程序就不会假死,继续响应用户的其他操作。但是,随之而来的就是线程的互斥和同步、死锁等问题,详细见有关文献。 现在是多核时代了,这种线程的互斥和同步问题是更加严峻的,单核时代大都算并发,多核时代真的就大为不同,为什么呢?具体细节请参考有关文献。我

进程线程的概念

提起程序这个概念,大家再也熟悉不过了,程序与进程概念是不可分的。程序是为了完成某项任务编排的语句序列,它告诉计算机如何执行,因此程序是需要运行的。程序运行过程中需要占有计算机的各种资源才能运行下去。如果任一时刻,系统中只有一道程序,即单道程序系统,程序则在整个运行过程中独占计算机全部资源,整个程序运行的过程就非常简单了,管理起来也非常容易。就象整个一套房子住了一个人,他想看电视就看电视,想去卫生间就去卫生间,没人和他抢占资源。但为了提高资源利用率和系统处理能力,现代计算机系统都是多道程序系统,即多道程序并发执行。程序的并发执行带来了一些新的问题,如资源的共享与竞争,它会改变程序的执行速度。就象多个人同时住一套房子,当你想去卫生间的时候,如果此时卫生间里有人,你就得等待,影响了你的生活节奏。如果程序执行速度不当,就会导致程序的执行结果失去封闭性和可再现性,这是我们不希望看到的。因此应该采取措施来制约、控制各并发程序段的执行速度。由于程序是静态的,我们看到的程序是存储在存储介质上的,它无法反映出程序执行过程中的动态特性,而且程序在执行过程中是不断申请资源,程序作为共享资源的基本单位是不合适的,所以需要引入一个概念,它能描述程序的执行过程而且可以作为共享资源的基本单位,这个概念就是进程。 进程的生命周期 进程和人一样是有生命的,从诞生到死亡要经历若干个阶段。一般说来进程有三种状态:就绪、执行、等待。由多种原因可以导致创建一个进程,例如一个程序从外存调入内存开始执行,操作系统就要为其创建进程,当然还可以有其它原因,如一个应用进程为完成一个特殊的任务,可以自己创建一个子进程。进程被创建后就是在内存中,处于就绪状态,所谓就绪状态就是具备除了CPU之外的所有资源,万事具备,只欠东风,一旦占有 了CPU,就变成了执行状态,执行中如果需要等待外围设备输入数据,则进程就沦落为 等待状态,操作系统又会从就绪状态队列中调度一个进程占有CPU。等到数据到来后, 等待状态的进程又被唤醒成为就绪状态。这些状态的转换是通过进程控制原语实现的。程序的运行是通过进程体现的,操作系统对进程进行管理和控制,那么操作系统怎么了解到进程的状态呢,怎么把资源分配给进程呢,而且进程做状态转换时CPU现场保存在那呢?这要说到PCB(进程控制快)。PCB是进程的唯一标志,在其中记录了进程的全部信息,它是一种记录型的数据结构,相当于进程的档案。操作系统就通过PCB感知进程的存在,通过PCB了解进程和控制进程的运行。PCB也是放在内存中的,如果PCB太大,有些系 统把PCB中一些不重要的信息放在外存中。 进程执行速度的制约 并发进程由于共享系统内部资源,因此导致进程执行速度上的制约,这种制约分为:间接制约与直接制约。间接制约引起进程之间的互斥执行,直接制约引起进程间的同步执行。例如一个家里如果只有一个卫生间,卫生间这个公有资源使得每个人只能互斥使用它,这就是间接制约。而直接制约是指并发进程各自执行的结果互为对方的执行条件,例如司机与售票员的关系,当司机到站停车后,售票员才能开门,而只有售票员关门后,司机才

实验二 编程实现进程(线程)同步和互斥

《操作系统》实验内容 实验二编程实现进程(线程)同步和互斥 1.实验的目的 (1)通过编写程序实现进程同步和互斥,使学生掌握有关进程(线程)同步与互斥的原理,以及解决进程(线程)同步和互斥的算法,从而进一步巩固进程(线程)同步和互斥等有关的内容。 (2)了解Windows2000/XP中多线程的并发执行机制,线程间的同步和互斥。 (3)学习使用Windows2000/XP中基本的同步对象,掌握相应的API函数。 (4)掌握进程和线程的概念,进程(线程)的控制原语或系统调用的使用。 (5)掌握多道程序设计的基本理论、方法和技术,培养学生多道程序设计的能力。2.实验内容 在Windows XP、Windows 2000等操作系统下,使用的VC、VB、java或C等编程语言,采用进程(线程)同步和互斥的技术编写程序实现生产者-消费者问题或哲学家进餐问题或读者-写者问题或自己设计一个简单进程(线程)同步和互斥的实际问题。 3.实验要求 (1)经调试后程序能够正常运行。 (2)采用多进程或多线程方式运行,体现了进程(线程)同步和互斥的关系。 (3)程序界面美观。 4.实验步骤 (1)需求分析:了解基本原理,确定程序的基本功能,查找相关资料,画出基本的数据流图; (2)概要设计:确定程序的总体结构、模块关系和总体流程; (3)详细设计:确定模块内部的流程和实现算法; (4)上机编码和调试; (5)运行测试; (6)编写实验报告。 5.实验报告要求 格式符合《实验报告格式》书;书写规范,排版美观,有较强的文字表达能力,能够正确地表达自己的思想,图表符合规范。 6.实验说明 本实验分两次进行,每次要求填写一份实验报告,报告中的实验名分别为:编程实现进程同步和互斥1和编程实现进程同步和互斥2,其他内容依据实验进度具体填写。

多核多线程

多核多线程复习资料 1. 什么是CMP 单芯片多处理器(Chip Multiprocessors,简称CMP),将大规模并行处理器中的SMP (对称多处理器)集成到同一芯片内,各个理器并行执行不同的进程。 2 .并行计算的菲林分类 单指令流单数据流(Si ngle In struction stream Si ngle Data stream, SISD) 单指令流多数据流(Single Instruction stream Multiple Data stream, SIMD ) 多指令流单数据流( Multiple Instruction stream Single Data stream, MISD ) 多指令流多数据流( Multiple In struction stream Multiple Data stream, MIMD ) 3?进程和线程的区别 进程是正在被执行的程序,是系统进行资源分配和调度的一个独立单位,是一个动态的概念。线程是程序的有序控制流,是被执行的指令序列。 线程属于进程,线程运行在进程空间内。 4?线程的特点 线程因创建而产生,因调度而处于运行状态,因等待资源或事件而处于阻塞状态。 5?分解模式 1?任务分解---园丁修理草坪2?数据分解---矩阵相乘&园丁修理草坪 3?数据流分解---园丁修理草坪 将一个复杂的过程划分成多个任务,这些任务按照某种顺序执行,这种分解方式成为数据流 分解。 ---要求:理解,分析,举例 总结:任务分解下分工工作,相互配合;数据分解模式下分工明确,互不干扰;数据流分解模式下前一个工作是后一个工作开始的前提。 6 ?理解处理任务之间的数据依赖关系的战略有什么? 变量本地化:最简单的解决方案就是创建,初始化,并使用局部变量 改造变量(把共享变量改造成不共享的变量) 规约:创建线程1和线程2的局部变量suml和sum2,然后suml初始化,并计算循环的奇数迭代,sum2初始化和计算循环的偶数迭代。每个线程都独立计算其迭代。在循环结束时,主线程可以组合规约变量的总和( sum1+ sum2 )。 7 ?常用的同步机制

线程、进程、多线程、多进程和多任务之间的区别与联系

线程、进程、多线程、多进程和多任务之间的区别与联系

可能学习操作系统开发的读者都听说过这些专业名词,但又多少人理解了? 首先,从定义开始,先看一下教科书上进程和线程定义:进程:资源分配的最小单位。线程:程序执行的最小单位。 1 进程进程是程序执行时的一个实例,即它是程序已经执行到课中程度的数据结构的汇集。从内核的观点看,进程的目的就是担当分配系统资源(CPU时间、内存等)的基本单位。 举例说明进程:想象一位有一手好厨艺的计算机科学家正在为他的女儿烘制生日蛋糕,他有做生日蛋糕的食谱,厨房里有所需的原料:面粉、鸡蛋、糖、香草汁等。在这个比喻中,做蛋糕的食谱就是程序(即用适当形式描述的算法)计算机科学家就是处理器(CPU),而做蛋糕的各种原料就是输入数据。 进程就是厨师阅读食谱、取来各种原料以及烘制蛋糕等一系列动作的总和。现在假设计算机科学家的儿子哭着跑了进来,说他的头被一只蜜蜂蛰了。计算机科学家就记录下他照着食谱做到哪儿了(保存进程的当前状态),然后拿出一本急救手册,按照其中的指示处理蛰伤。这里,我们看到处理机制是从一个进程(做蛋糕)切换到另一个高优先级的进程(实施医疗救治),每个进程拥有各自的程序(食谱和急救手册)。当蜜蜂蛰伤处理完之后,这位计算机科学

家又回来做蛋糕,从他离开时的那一步继续做下去。 2 线程线程是CPU调度的最小单位(程序执行流的最小单元),它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单元。一条线程是进程中一个单一顺序的控制流,一个进程中可以并发多个线程,每条线程并行执行不同的任务。 一个标准的线程有线程ID、当前指令指针(PC),寄存器集合和堆栈组成。另外,线程是进程中的一个实体,是被系统独立调度和分派的基本单元,线程自己不拥有系统资源,只拥有一点儿在运行中必不可少的资源,但它可与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。一个线程可以创建和撤销另一个线程,同一进程中的多个线程之间可以并发执行。由于线程之间的相互制约,致使线程在运行中呈现处间断性。 线程也有就绪、阻塞和运行三种基本状态。就绪状态是指线程具备运行的所有条件,逻辑上可以运行,在等待处理机;运行状态是指线程占有处理机正在运行;阻塞状态是指线程在等待一个事件(如某个信号量),逻辑上不可执行。每一个程序都至少有一个线程,若程序只有一个线程,那就是程序本身。举例说明线程:假设,一个文本程序,需要接受键盘输入,将内容显示在屏幕上,还需要保存信息到硬盘中。若只有一个进程,势必造成同一时间只能干一样事的尴尬(当保存时,就不能通过键盘输入内容)。若有多个进程,每个进程负责一个任务,进程A负责接收键盘输入的任务,进程B负责将内容显示在屏幕上的任务,进程C负责保存内容到硬盘中的任务。这里进程A,B,C间的协作涉及到了进程通信问题,而且有共同都需要拥有的东西——-文本内容,不停的切换造成性能上的损失。若有一种机制,可以使任务A,B,C共享资源,这样上下文切换所需要保存和恢复的内容就少了,同时又可以减少通信所带来的性能损耗,那就好了。这种机制就是线程。 总的来说:进程有独立的地址空间,线程没有单独的地址空间(同一进程内的线程共享进程的地址空间)。

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