进程和线程的区别

进程和线程的区别如下：

1、根本区别

进程是 *** 作系统资源分配的基本单位，而线程是任务调度和执行的基本单位。

2、开销方面

进程之间切换开销大，每个进程都有独立的代码和数据空间程序上下文；线程之间切换开销小，线程可以看做轻量级的进程，同一类线程共享代码和数据空间，每个线程都有自己独立的运行栈和程序计数器PC。

3、所处环境

在 *** 作系统中能同时运行多个进程程序；而在同一个进程程序中有多个线程同时执行通过CPU调度，在每个时间片中只有一个线程执行。

4、内存分配

系统为每个进程分配不同的内存空间；而对线程而言，除CPU外，系统不会为线程分配内存线程所使用的资源来自其所属进程的资源，线程组之间只能共享资源。

5、包含关系

线程是进程的一部分，所以线程也被称为轻权进程或者轻量级进程。

线程和进程都是现在电脑概念里比较时髦的用语，什么是多线程，什么是多进程本文详细的给您介绍一下，希望能增进您对当代电脑技术的了解，有不到之处，还往高手予以更正。进程(英语:Process，中国大陆译作进程，台湾译作行程)是计算机中已运行程序的实体。进程本身不会运行，是线程的容器。程序本身只是指令的集合，进程才是程序(那些指令)的真正运行。若干进程有可能与同一个程序相关系，且每个进程皆可以同步(循序)或不同步(平行)的方式独立运行。进程为现今分时系统的基本运作单位
线程(英语:thread，台湾译为运行绪)， *** 作系统技术中的术语，是 *** 作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包涵在进程之中，一条线程指的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。在Unix
System
V及SunOS中也被称为轻量进程(lightweight
processes)，但轻量进程更多指内核线程(kernel
thread)，而把用户线程(user
thread)称为线程。
线程是独立调度和分派的基本单位。线程可以 *** 作系统内核调度的内核线程，如Win32
线程;由用户进程自行调度的用户线程，如Linux
Portable
Thread;
或者由内核与用户进程，如Windows
7的线程，进行混合调度。
同一进程中的多条线程将共享该进程中的全部系统资源，如虚拟地址空间，文件描述符和信号处理等等。但同一进程中的多个线程有各自的调用栈(call
stack)，自己的寄存器环境(register
context)，自己的线程本地存储(thread-local
storage)。
一个进程可以有很多线程，每条线程并行执行不同的任务。
在多核或多CPU，或支持Hyper-threading的CPU上使用多线程程序设计的好处是显而易见，即提高了程序的执行吞吐率。在单CPU单核的计算机上，使用多线程技术，也可以把进程中负责IO处理、人机交互而常备阻塞的部分与密集计算的部分分开来执行，编写专门的workhorse线程执行密集计算，从而提高了程序的执行效率
进程是资源分配的最小单位，线程是CPU调度的最小单位。线程和进程的区别在于,子进程和父进程有不同的代码和数据空间,而多个线程则共享数据空间,每个线程有自己的执行堆栈和程序计数器为其执行上下文多线程主要是为了节约CPU时间,发挥利用,根据具体情况而定
线程的运行中需要使用计算机的内存资源和CPU。
多进程:
进程是程序在计算机上的一次执行活动。当你运行一个程序，你就启动了一个进程。显然，程序是死的(静态的)，进程是活的(动态的)。进程可以分为系统进程和用户进程。凡是用于完成 *** 作系统的各种功能的进程就是系统进程，它们就是处于运行状态下的 *** 作系统本身;所有由用户启动的进程都是用户进程。进程是 *** 作系统进行资源分配的单位。
进程又被细化为线程，也就是一个进程下有多个能独立运行的更小的单位。在同一个时间里，同一个计算机系统中如果允许两个或两个以上的进程处于运行状态，这便是多任务。现代的 *** 作系统几乎都是多任务 *** 作系统，能够同时管理多个进程的运行。
多任务带来的好处是明显的，比如你可以边听mp3边上网，与此同时甚至可以将下载的文档打印出来，而这些任务之间丝毫不会相互干扰。那么这里就涉及到并行的问题，俗话说，一心不能二用，这对计算机也一样，原则上一个CPU只能分配给一个进程，以便运行这个进程。我们通常使用的计算机中只有一个CPU，也就是说只有一颗心，要让它一心多用，同时运行多个进程，就必须使用并发技术。实现并发技术相当复杂，最容易理解的是“时间片轮转进程调度算法”，它的思想简单介绍如下:在 *** 作系统的管理下，所有正在运行的进程轮流使用CPU，每个进程允许占用CPU的时间非常短(比如10毫秒)，这样用户根本感觉不出来
CPU是在轮流为多个进程服务，就好象所有的进程都在不间断地运行一样。但实际上在任何一个时间内有且仅有一个进程占有CPU。
如果一台计算机有多个CPU，情况就不同了，如果进程数小于CPU数，则不同的进程可以分配给不同的CPU来运行，这样，多个进程就是真正同时运行的，这便是并行。但如果进程数大于CPU数，则仍然需要使用并发技术。
进行CPU分配是以线程为单位的，一个进程可能由多个线程组成，这时情况更加复杂，但简单地说，有如下关系:
总线程数<=
CPU数量:并行运行
总线程数>
CPU数量:并发运行
并行运行的效率显然高于并发运行，所以在多CPU的计算机中，多任务的效率比较高。但是，如果在多CPU计算机中只运行一个进程(线程)，就不能发挥多CPU的优势。
这里涉及到多任务 *** 作系统的问题，多任务 *** 作系统(如Windows)的基本原理是: *** 作系统将CPU的时间片分配给多个线程,每个线程在 *** 作系统指定的时间片内完成(注意,这里的多个线程是分属于不同进程的) *** 作系统不断的从一个线程的执行切换到另一个线程的执行,如此往复,宏观上看来,就好像是多个线程在一起执行由于这多个线程分属于不同的进程,因此在我们看来,就好像是多个进程在同时执行,这样就实现了多任务
多线程:在计算机编程中，一个基本的概念就是同时对多个任务加以控制。许多程序设计问题都要求程序能够停下手头的工作，改为处理其他一些问题，再返回主进程。可以通过多种途径达到这个目的。最开始的时候，那些掌握机器低级语言的程序员编写一些“中断服务例程”，主进程的暂停是通过硬件级的中断实现的。尽管这是一种有用的方法，但编出的程序很难移植，由此造成了另一类的代价高昂问题。中断对那些实时性很强的任务来说是很有必要的。但对于其他许多问题，只要求将问题划分进入独立运行的程序片断中，使整个程序能更迅速地响应用户的请求。
最开始，线程只是用于分配单个处理器的处理时间的一种工具。但假如 *** 作系统本身支持多个处理器，那么每个线程都可分配给一个不同的处理器，真正进入“并行运算”状态。从程序设计语言的角度看，多线程 *** 作最有价值的特性之一就是程序员不必关心到底使用了多少个处理器。程序在逻辑意义上被分割为数个线程;假如机器本身安装了多个处理器，那么程序会运行得更快，毋需作出任何特殊的调校。根据前面的论述，大家可能感觉线程处理非常简单。但必须注意一个问题:共享资源!如果有多个线程同时运行，而且它们试图访问相同的资源，就会遇到一个问题。举个例子来说，两个线程不能将信息同时发送给一台打印机。为解决这个问题，对那些可共享的资源来说(比如打印机)，它们在使用期间必须进入锁定状态。所以一个线程可将资源锁定，在完成了它的任务后，再解开(释放)这个锁，使其他线程可以接着使用同样的资源。
多线程是为了同步完成多项任务，不是为了提高运行效率，而是为了提高资源使用效率来提高系统的效率。线程是在同一时间需要完成多项任务的时候实现的。
一个采用了多线程技术的应用程序可以更好地利用系统资源。其主要优势在于充分利用了CPU的空闲时间片，可以用尽可能少的时间来对用户的要求做出响应，使得进程的整体运行效率得到较大提高，同时增强了应用程序的灵活性。更为重要的是，由于同一进程的所有线程是共享同一内存，所以不需要特殊的数据传送机制，不需要建立共享存储区或共享文件，从而使得不同任务之间的协调 *** 作与运行、数据的交互、资源的分配等问题更加易于解决。
进程间通信(IPC，Inter-Process
Communication)，指至少两个进程或线程间传送数据或信号的一些技术或方法。进程是计算机系统分配资源的最小单位。每个进程都有自己的一部分独立的系统资源，彼此是隔离的。为了能使不同的进程互相访问资源并进行协调工作，才有了进程间通信。这些进程可以运行在同一计算机上或网络连接的不同计算机上。
进程间通信技术包括消息传递、同步、共享内存和远程过程调用。

前言

本章主要介绍进程与线程的区别与联系相关知识点，也是我们面试过程中，经常会问到的了一个问题。希望通过这篇文章，能让大家理解相关知识点~

涉及面试题：

1 小栗子：

进程（Process） 是计算机中的程序关于某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基本单位，是 *** 作系统结构的基础。 在当代面向线程设计的计算机结构中，进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。是计算机中的程序关于某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基本单位，是 *** 作系统结构的基础。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。

线程（thread） 是 *** 作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一条线程指的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。

进程：指在系统中正在运行的一个应用程序；程序一旦运行就是进程；进程——资源分配的最小单位。

线程：系统分配处理器时间资源的基本单元，或者说进程之内独立执行的一个单元执行流。线程——程序执行的最小单位。

2 深入理解：

21 进程(线程+内存+文件/网络句柄)

我们通过上面的进行进一步理解：

“内存”： 我们通常所理解的内存是我们所见到的(2G/4G/8G/16G)物理内存,它为什么会在进程之中呢？ 实际上，这里的内存是逻辑内存。指的是内存的寻址空间。每个进程的内存是相互独立的。 否则的话会出现一个问题：我们把指针的值改一改就指向其他进程的内存了，通过这样我们岂不是就可以看到其他进程中"微信"或者是"网上银行"的信息， 这样的话，那我们的微信聊天记录或者是银行账户的信息就都被别人找到了，这是一个很危险的信号！显然这样是不可能的。

“文件/网络句柄”： 它们是所有的进程所共有的，例如打开同一个文件，去抢同一个网络的端口这样的 *** 作是被允许的。

“线程”： 接下来，我们就要介绍一下我们的“线程”有关知识

22 线程(栈+PC+TLS)

221 栈:

我们通常都是说调用堆栈，其实这里的堆是没有含义的，调用堆栈就是调用栈的意思。 那么我们的栈里面有什么呢？ 我们从主线程的入口main函数，会不断的进行函数调用， 每次调用的时候，会把所有的参数和返回地址压入到栈中。

222 PC：

Program Counter 程序计数器， *** 作系统真正运行的是一个个的线程， 而我们的进程只是它的一个容器。PC就是指向当前的指令，而这个指令是放在内存中。 每个线程都有一串自己的指针，去指向自己当前所在内存的指针。 计算机绝大部分是存储程序性的，说的就是我们的数据和程序是存储在同一片内存里的 这个内存中既有我们的数据变量又有我们的程序。所以我们的PC指针就是指向我们的内存的。

2221 缓冲区溢出

例如我们经常听到一个漏洞： 缓冲区溢出 这是什么意思呢？ 例如：我们有个地方要输入用户名，本来是用来存数据的地方。 然后黑客把数据输入的特别长。这个长度超出了我们给数据存储的内存区，这时候跑到了 我们给程序分配的一部分内存中。黑客就可以通过这种办法将他所要运行的代码 写入到用户名框中，来植入进来。我们的解决方法就是，用用户名的长度来限制不要超过 用户名的缓冲区的大小来解决。

23 TLS:

全称：thread local storage 之前我们看到每个进程都有自己独立的内存，这时候我们想，我们的线程有没有一块独立的内存呢答案是有的，就是TLS。 可以用来存储我们线程所独有的数据。 可以看到：线程才是我们 *** 作系统所真正去运行的，而进程呢，则是像容器一样他把需要的一些东西放在了一起，而把不需要的东西做了一层隔离，进行隔离开来。

3 进程之间的是怎么进行交互的呢？

通过TCP/IP的端口来实现

在后续的文章中我们将一一详细介绍！

4 线程之间又是怎样进行交互？

线程的通信就比较简单，有一大块共享的内存，只要大家的指针是同一个就可以看到各自的内存。

在后续的文章中我们将一一详细介绍！

5小结：

1进程要分配一大部分的内存，而线程只需要分配一部分栈就可以了 2一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程 3进程是资源分配的最小单位，线程是程序执行的最小单位。 4一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

文末

进程和线程

这两个概念属于 *** 作系统，我们经常听说，但是可能很少有人会细究它们的含义。对于工程师而言，两者的定义和区别还是很有必要了解清楚的。

首先说进程，进程可以看成是 CPU执行的具体的任务 。在 *** 作系统当中，由于CPU的运行速度非常快，要比计算机当中的其他设备要快得多。比如内存、磁盘等等，所以如果CPU一次只执行一个任务，那么会导致CPU大量时间在等待这些设备，这样 *** 作效率很低。为了提升计算机的运行效率，把机器的技能尽可能压榨出来，CPU是轮询工作的。也就是说 它一次只执行一个任务，执行一小段碎片时间之后立即切换 ，去执行其他任务。

所以在早期的单核机器的时候，看起来电脑也是并发工作的。我们可以一边听歌一边上网，也不会觉得卡顿。但实际上，这是CPU轮询的结果。在这个例子当中，听歌的软件和上网的软件对于CPU而言都是 独立的进程 。我们可以把进程简单地理解成运行的应用，比如在安卓手机里面，一个app启动的时候就会对应系统中的一个进程。当然这种说法不完全准确， 一个应用也是可以启动多个进程的 。

进程是对应CPU而言的，线程则更多针对的是程序。即使是CPU在执行当前进程的时候，程序运行的任务其实也是有分工的。举个例子，比如听歌软件当中，我们需要显示歌词的字幕，需要播放声音，需要监听用户的行为，比如是否发生了切歌、调节音量等等。所以，我们需要 进一步拆分CPU的工作 ，让它在执行当前进程的时候，继续通过轮询的方式来同时做多件事情。

进程中的任务就是线程，所以从这点上来说， 进程和线程是包含关系 。一个进程当中可以包含多个线程，对于CPU而言，不能直接执行线程，一个线程一定属于一个进程。所以我们知道，CPU进程切换切换的是执行的应用程序或者是软件，而进程内部的线程切换，切换的是软件当中具体的执行任务。

关于进程和线程有一个经典的模型可以说明它们之间的关系，假设CPU是一家工厂，工厂当中有多个车间。不同的车间对应不同的生产任务，有的车间生产汽车轮胎，有的车间生产汽车骨架。但是工厂的电力是有限的，同时只能满足一个厂房的使用。

为了让大家的进度协调，所以工厂需要轮流提供各个车间的供电。 这里的车间对应的就是进程 。

一个车间虽然只生产一种产品，但是其中的工序却不止一个。一个车间可能会有好几条流水线，具体的生产任务其实是流水线完成的，每一条流水线对应一个具体执行的任务。但是同样的， 车间同一时刻也只能执行一条流水线 ，所以我们需要车间在这些流水线之间切换供电，让各个流水线生产进度统一。

这里车间里的 流水线自然对应的就是线程的概念 ，这个模型很好地诠释了CPU、进程和线程之间的关系。实际的原理也的确如此，不过CPU中的情况要比现实中的车间复杂得多。因为对于进程和CPU来说，它们面临的局面都是实时变化的。车间当中的流水线是x个，下一刻可能就成了y个。

了解完了线程和进程的概念之后，对于理解电脑的配置也有帮助。比如我们买电脑，经常会碰到一个术语，就是这个电脑的CPU是某某核某某线程的。比如我当年买的第一台笔记本是4核8线程的，这其实是在说这台电脑的CPU有 4个计算核心 ，但是使用了超线程技术，使得可以把一个物理核心模拟成两个逻辑核心。相当于我们可以用4个核心同时执行8个线程，相当于8个核心同时执行，但其实有4个核心是模拟出来的虚拟核心。

有一个问题是 为什么是4核8线程而不是4核8进程呢 ？因为CPU并不会直接执行进程，而是执行的是进程当中的某一个线程。就好像车间并不能直接生产零件，只有流水线才能生产零件。车间负责的更多是资源的调配，所以教科书里有一句非常经典的话来诠释： 进程是资源分配的最小单元，线程是CPU调度的最小单元 。

启动线程

Python当中为我们提供了完善的threading库，通过它，我们可以非常方便地创建线程来执行多线程。

首先，我们引入threading中的Thread，这是一个线程的类，我们可以通过创建一个线程的实例来执行多线程。

from threading import Thread t = Thread(target=func, name='therad', args=(x, y)) tstart()

简单解释一下它的用法，我们传入了三个参数，分别是 target，name和args ，从名字上我们就可以猜测出它们的含义。首先是target，它传入的是一个方法，也就是我们希望多线程执行的方法。name是我们为这个新创建的线程起的名字，这个参数可以省略，如果省略的话，系统会为它起一个系统名。当我们执行Python的时候启动的线程名叫MainThread，通过线程的名字我们可以做区分。args是会传递给target这个函数的参数。

我们来举个经典的例子：

import time, threading # 新线程执行的代码: def loop(n): print('thread %s is running' % threadingcurrent_thread()name) for i in range(n): print('thread %s >>> %s' % (threadingcurrent_thread()name, i)) timesleep(5) print('thread %s ended' % threadingcurrent_thread()name) print('thread %s is running' % threadingcurrent_thread()name) t = threadingThread(target=loop, name='LoopThread', args=(10, )) tstart() print('thread %s ended' % threadingcurrent_thread()name)

我们创建了一个非常简单的loop函数，用来执行一个循环来打印数字，我们每次打印一个数字之后这个线程会睡眠5秒钟，所以我们看到的结果应该是每过5秒钟屏幕上多出一行数字。

我们在Jupyter里执行一下：

表面上看这个结果没毛病，但是其实有一个问题，什么问题呢？ 输出的顺序不太对 ，为什么我们在打印了第一个数字0之后，主线程就结束了呢？另外一个问题是，既然主线程已经结束了， 为什么Python进程没有结束 ， 还在向外打印结果呢？

因为线程之间是独立的，对于主线程而言，它在执行了tstart()之后，并 不会停留，而是会一直往下执行一直到结束 。如果我们不希望主线程在这个时候结束，而是阻塞等待子线程运行结束之后再继续运行，我们可以在代码当中加上tjoin()这一行来实现这点。

tstart() tjoin() print('thread %s ended' % threadingcurrent_thread()name)

join *** 作可以让主线程在join处挂起等待，直到子线程执行结束之后，再继续往下执行。我们加上了join之后的运行结果是这样的：

这个就是我们预期的样子了，等待子线程执行结束之后再继续。

我们再来看第二个问题，为什么主线程结束的时候，子线程还在继续运行，Python进程没有退出呢？这是因为默认情况下我们创建的都是用户级线程，对于进程而言， 会等待所有用户级线程执行结束之后才退出 。这里就有了一个问题，那假如我们创建了一个线程尝试从一个接口当中获取数据，由于接口一直没有返回，当前进程岂不是会永远等待下去？

这显然是不合理的，所以为了解决这个问题，我们可以把创建出来的线程设置成 守护线程 。

守护线程

守护线程即daemon线程，它的英文直译其实是后台驻留程序，所以我们也可以理解成 后台线程 ，这样更方便理解。daemon线程和用户线程级别不同，进程不会主动等待daemon线程的执行， 当所有用户级线程执行结束之后即会退出。进程退出时会kill掉所有守护线程 。

我们传入daemon=True参数来将创建出来的线程设置成后台线程：

t = threadingThread(target=loop, name='LoopThread', args=(10, ), daemon=True)

这样我们再执行看到的结果就是这样了：

这里有一点需要注意，如果你 在jupyter当中运行是看不到这样的结果的 。因为jupyter自身是一个进程，对于jupyter当中的cell而言，它一直是有用户级线程存活的，所以进程不会退出。所以想要看到这样的效果，只能通过命令行执行Python文件。

如果我们想要等待这个子线程结束，就必须通过join方法。另外，为了预防子线程锁死一直无法退出的情况， 我们还可以 在joih当中设置timeout ，即最长等待时间，当等待时间到达之后，将不再等待。

比如我在join当中设置的timeout等于5时，屏幕上就只会输出5个数字。

另外，如果没有设置成后台线程的话，设置timeout虽然也有用，但是 进程仍然会等待所有子线程结束 。所以屏幕上的输出结果会是这样的：

虽然主线程继续往下执行并且结束了，但是子线程仍然一直运行，直到子线程也运行结束。

关于join设置timeout这里有一个坑，如果我们只有一个线程要等待还好，如果有多个线程，我们用一个循环将它们设置等待的话。那么 主线程一共会等待N timeout的时间 ，这里的N是线程的数量。因为每个线程计算是否超时的开始时间是上一个线程超时结束的时间，它会等待所有线程都超时，才会一起终止它们。

比如我这样创建3个线程：

ths = [] for i in range(3): t = threadingThread(target=loop, name='LoopThread' + str(i), args=(10, ), daemon=True) thsappend(t) for t in ths: tstart() for t in ths: tjoin(2)

最后屏幕上输出的结果是这样的：

所有线程都存活了6秒。

总结

在今天的文章当中，我们一起简单了解了 *** 作系统当中线程和进程的概念 ，以及Python当中如何创建一个线程，以及关于创建线程之后的相关使用。

多线程在许多语言当中都是至关重要的，许多场景下必定会使用到多线程。比如 web后端，比如爬虫，再比如游戏开发 以及其他所有需要涉及开发ui界面的领域。因为凡是涉及到ui，必然会需要一个线程单独渲染页面，另外的线程负责准备数据和执行逻辑。因此，多线程是专业程序员绕不开的一个话题，也是一定要掌握的内容之一。

一个程序就是一个进程，而一个程序中的多个任务则被称为线程。进程是表示资源分配的基本单位，又是调度运行的基本单位。线程是进程中执行运算的最小单位，亦即执行处理机调度的基本单位。 进程和线程的关系
（1）一个线程只能属于一个进程，而一个进程可以有多个线程，但至少有一个线程。线程是 *** 作系统可识别的最小执行和调度单位。
（2）资源分配给进程，同一进程的所有线程共享该进程的所有资源。同一进程中的多个线程共享代码段(代码和常量)，数据段(全局变量和静态变量)，扩展段(堆存储)。但是每个线程拥有自己的栈段，栈段又叫运行时段，用来存放所有局部变量和临时变量。
（3）处理机分给线程，即真正在处理机上运行的是线程。
（4）线程在执行过程中，需要协作同步。不同进程的线程间要利用消息通信的办法实现同步。
如果把上课的过程比作进程，那么每个学生就是一个线程，他们共享教室，即线程共享进程的内存空间。每一个时刻，只能一个学生问老师问题，老师回答完毕，轮到下一个。即线程在一个时间片内占有cpu。

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