进程、单线程、多线程

  线程:简单的说就是处理事务的任务链,当只有一条链,所有的事情都在这一条链上执行时,那就是单线程,单线程有很多缺点,就是当执行某个耗时或者不能立即完成的任务时,比如:网络通讯、复杂运动,该线程就会暂时停止对其他任务的响应和处理,造成的视觉效果就是程序的“假死”,也就是应用程序被卡在那里无法继续执行,因此在多数情况下,单线程的应用很少。而当有多条链时,那就是多线程了,当然并不是说多条线并行,而是说有一条主线程,处理整个程序任务的主方向的链,而其链上又有许许多多的分支,就像树枝那样,这样,既有了主线程去处理那些主要任务,又有了那些细小线程去处理耗时费力任务,从而让界面看起来更加流畅。iOS平台对多线程的支持iOS平台提供了非常优秀的多线程支持,程序可以通过非常简单的方式来启动多线程,iOS平台不仅提供了NSThread类来创建多线程,还提供了GCD方式来简化多线程编程,提供了NSOperation和NSOperationQueue支持多线程编程。
  线程和进程几乎所有的操作系统都支持同时运行多个任务,一个任务通常就是一个程序,每个运行中的程序就是一个进程。 当一个程序运行时,内部可能包含了多个顺序执行流,每个顺序执行流就是一个线程。
  几乎所有的操作系统都支持进程的概念,所有运行中的任务通常对应一个进程(Process)。当一个程序进入内存,运行后,即变成一个进程。
  进程是处于运行过程中的程序,并且具有一定的独立功能,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

一般而言,进程包含如下3个特征:

  • 独立性:进程是系统中独立存在的实体,它可以拥有自己独立的资源,每一个进程都拥有自己私有的地址空间。在没有经过进程本身允许的情况下,一个用户进程不可以直接就访问其他进程的地址空间。

  • 动态性:进程与程序的区别在于,程序只是一个静态的指令集合,而进程是一个正在系统中活动的指令集合。在进程中加入了时间的概念。进程具有自己的生命周期和各种不同的状态,这些概念在程序中都是不具备的。

  • 并发性:多个进程可以在单个处理器上并发执行,多个进程之间不会互相影响。并发性(concurrency)和并行性(parallel)是两个不同的概念。并行指在同一时刻,有多条指令在多个处理器上同时执行;并发指在同一时刻,只能有一条指令执行,但多个进程指令被快速轮换执行(纳秒级),使得在宏观上具有多个进程同时执行的效果。

  大部分操作系统都支持多进程并发运行,现代的操作系统几乎都支持同时运行多个任务对于一个CPU而言,它在某个时间点上只能执行一个程序,也就是说,只能运行一个进程,CPU不断地在这些进程之间轮换执行。为什么感觉不到任何中断现象?这是因为CPU的执行速度相对人类的感觉而言是在是太快了。当然,如果启动的程序足够多,依然可以感觉到程序的运行速度下降。所以虽然CPU在多个进程之间轮换执行,但感觉到(宏观上)好像多个进程在同时执行。现代的操作系统都支持多进程的并发(轮换执行),但在具体的实现细节上可能因为硬件和操作系统的不同而采用不同的策略。目前操作系统大多采用效率更高的抢占式多任务策略,例如WindowsNT、windows2000以及UNIX/Linux等操作系统。

  多线程则扩展了多进程的概念,使得同一个进程可以同时并发(轮换执行)处理多个任务。线程(Thread)也被称作轻量级进程(LightweightProcess),线程是进程的执行单元。就像进程在操作系统中的地位一样,线程在进程中是独立的、并发的执行流。

  进程操作系统–线程进程当进出被初始化后,主线程就被创建了对于应用程序而言,通常至少有一个主线程,可以在该进程内创建多条顺序执行流,这些顺序执行流就是线程,每条线程也是相互独立的;线程是进程的的组成部分,一个进程可以拥有多个线程,一个线程必须有一个父进程,线程可以拥有自己的堆栈、自己的程序计数器和自己的局部变量,但是不再拥有系统资源,它与父进程的其他线程共享该进程所拥有的全部资源。因为多个线程共享父进程里的全部资源,因此编程更加方便;但必须更加小心,必须确保线程不会妨碍同一进程里的其他线程。

• 线程可以完成一定的任务,可与其他线程共享父进程中的共享变量及部分环境,相互之间协同来完成进程所要完成的任务;

• 线程是独立运行的,它并不知道进程中是否还有其他线程存在。线程的执行是抢占式的,也就是说,当前运行的线程在任何时候都可能被挂起,以便另一个线程可以运行;

• 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;

• 从逻辑角度看,多线程存在于一个运行中的应用程序中,让一个运行中的应用程序中可以有多个执行部分同时执行(宏观上),但操作系统无须将多个线程看作多个独立的应用,对多线程实现调度和管理以及资源分配。线程的调度和管理由进程本身负责完成。

  简而言之,一个程序运行后至少有一个进程,一个进程里至少要包含一个线程(即主线程),可以包含多个线程。操作系统可以同时执行多个任务,每个任务就是进程;进程可以同时执行多个任务,每个任务就是线程。多线程线程在运行中的程序中是独立的、并发的执行流,与分隔的进程相比,进程中的线程之间的隔离程序要小,因为它们共享内存、文件句柄和其它每个进程应有的状态。 因为线程的划分尺度小于进程,使得多线程程序的并发性高。

  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。线程比进程具有更高的性能:这是因为同一个进程中的线程都有共性——多个线程将共享同一个进程虚拟空间。线程共享的环境包括:进程代码段、进程的公有数据等。利用这些共享的数据等,线程很容易实现相互之间的通信。当操作系统创建一个进程时,必须为该进程分配独立的内存空间,并分配大量的相关资源;但创建一个线程则简单很多,因此使用多线程来实现并发比使用多进程实现并发的性能要高得多。

使用多线程编程具有如下优点:

• 进程之间不能共享内存,但同一进程中的线程之间共享内存非常容易;

• 系统创建进程需要为该进程重新分配系统资源,但创建线程则代价小得多,因此使用多线程来实现多任务并发比多进程的效率高;

转载自单线程和多线程的简单理解