线程与进程——小议看博客与读课本

      前段时间看了大学课本汤子瀛老师的《计算机操作系统》，今天看曹向志老师的《软件测试项目实战、技术、流程与管理》，看到第1.7.1节的“操作系统知识”有很多感慨。曹老师的书里面提到了进程与线程的区别，其实之前也在很多博客上看到过类似的文字，但是都没有像今天一样有一种“能读懂”的感觉。这些都是操作系统里面第二章的一些小的知识点，我读书的时候也摘抄了类似的内容下来。但是这些其实是书本上一整个章节的内容，单独摘抄下来的内容很简单明了，但是却不如书本清晰和有条理。这可能也是看博客与读课本的差异吧。就是“把书读厚再把书读薄”的道理：首先要看厚书理解，然后再去看他人将知识点浓缩之后的一些博客等的文字。说到底，还是平时学习的浮躁，需要系统学习什么内容的时候，最好的方式还是滚去好好看教材。



      要从第二点开始说起，操作系统引入进程的目的就是为了并发执行程序，提高CPU的利用率。进程有两个基本的属性：第一，进程是一个可以拥有资源的独立单位；第二，进程是调度和分派的基本单位。也就是“有钱有权”，由于这两点，进程才能实现并发执行。但是众所周知，并行其实是一个假象，CPU只会接待一个进程，每当一个进程的时间片用完了，或者该进程为了等待资源离开运行态，那么CPU就会转而服务其他进程。当前进程的状态必须保存，转而执行下一个进程的时候也得知道新进程的各类信息。因此系统在创建一个进程的时候就为每一个进程配了一个“档案”，即PCB（进程控制块，实际是一张表），里面记录了系统为该进程分配的内存、I/O设备等资源信息，这就是第二点中提到的进程是分配资源的一个基本单位。
     不同进程使用不同的地址空间（每个进程4GB），但线程不同，属于同一个进程的线程使用的是它们所属进程的资源，如共享该进程的地址空间。也就是上面的第四点。
    
（在内核中的线程与用户模式的线程还有一些不同，内核支持的线程可以理解为多个PCB指向同一个地址空间，每个PCB变得不再像之前概念中的PCB，而是类似一个TCB，但仍然被称为PCB。很多操作系统中支持内核线程。用户模式的线程从内核的角度上看只是普通的代码。每个线程都具有自己的唯一线程ID，一组寄存器、堆栈指针，局部变量的堆栈，返回地址）





       在同一块地址中的切换比在不同地址空间的切换要快得多。而且进程上下文切换中需要刷新缓存，寄存器重载等等，但同一进程内的线程在切换过程中既不改变地址空间，也不改变进程的状态，甚至都不用改变任何寄存器，这就说明在切换的过程中无需考虑寄存器的上下文切换，线程的状态仅仅是进程状态的一部分。这就大大节省了开销，也就是第三点。