操作系统 -- 进程与线程关系详解

线程与进程都是操作系统中的两个重要的概念。相信很多人，包括笔者之前都存在着误区，进程是由很多的线程组成的。这篇文章将彻底地对两者的异同进行说明。

首先，我们要理清楚为什么会引入进程的概念。我们都知道，在多道批处理时代，系统的最小单元是程序，但是如果是单核CPU的话，没有一个很好的方法描述其并发的特点，同时程序在并发系统中走走停停会导致无序性，而且各个程序之间会相互影响，导致并发运行的结果不可再现。因此，程序的概念便不再试用了。后来，便引入了进程的概念。

那么，什么是进程呢？进程，通俗来讲就是运行的程序。其由代码段，数据段和PCB(进程控制块)三部分构成。每个进程由操作系统分配了指定的资源，因此可以保证可复现。此外，显然进程可以实现并发。

进程概念的提出确实为操作系统的性能提升做出了很大贡献。但是人们在进行进程间通信的时候，却看到了其突出的劣势 – 进程间的通信与切换代价太大!

由于每个进程都有自己指定的PCB控制块和数据段，在进程间的通信时，需要花很多的时间进行信息的交互。而CPU的时间片切换方式是很频繁的，因此制约了操作系统的性能。

那么如何解决这一问题呢？

我们首先来认识以下进程从功能上可以如何划分。

进程具有如下的两个部分:

拥有资源的独立单位: 其可以独立地分配地址空间，主存等。

可进行调度和分派的基本单位

而操作系统设计的目标，主要有两个方面的内容：

提升并发性

减少系统资源占用

因此引入到了线程这一概念。

在一个进程下，将其拥有的运行过程中必不可少的资源划分出来，然后每个线程完成一个特定的调度任务。

如下所示：



通过这种模式，一方面避免了进程间切换的大量资源消耗，同时由于线程是并发的，之前的进程可以支持多线程，提升了系统的并发性，达到了操作系统设计的两个目标。

以上所有内容，讲解了进程以及线程之间的差异。可以看出，进程并不是仅仅由线程构成的。其仍然具有PCB， 数据段，代码段。只不过将一部分资源独立出来构成了线程。

关于线程的概念详细情况将在之后的文章中进行分析。敬请期待。