比喻 程序和執行緒

2021-07-04 20:49:30 字數 1141 閱讀 8959

日期: 2023年4月24日

程序(process)和執行緒(thread)是作業系統的基本概念,但是它們比較抽象,不容易掌握。

最近,我讀到一篇材料,發現有乙個很好的模擬,可以把它們解釋地清晰易懂。

1.計算機的核心是cpu,它承擔了所有的計算任務。它就像一座工廠,時刻在執行。

2.假定工廠的電力有限,一次只能供給乙個車間使用。也就是說,乙個車間開工的時候,其他車間都必須停工。背後的含義就是,單個cpu一次只能執行乙個任務。

3.程序就好比工廠的車間,它代表cpu所能處理的單個任務。任一時刻,cpu總是執行乙個程序,其他程序處於非執行狀態。

4.乙個車間裡,可以有很多任務人。他們協同完成乙個任務。

5.執行緒就好比車間裡的工人。乙個程序可以包括多個執行緒。

6.車間的空間是工人們共享的,比如許多房間是每個工人都可以進出的。這象徵乙個程序的記憶體空間是共享的,每個執行緒都可以使用這些共享記憶體。

7.可是,每間房間的大小不同,有些房間最多只能容納乙個人,比如廁所。裡面有人的時候,其他人就不能進去了。這代表乙個執行緒使用某些共享記憶體時,其他執行緒必須等它結束,才能使用這一塊記憶體。

8.乙個防止他人進入的簡單方法,就是門口加一把鎖。先到的人鎖上門,後到的人看到上鎖,就在門口排隊,等鎖開啟再進去。這就叫"互斥鎖"(mutual exclusion,縮寫 mutex),防止多個執行緒同時讀寫某一塊記憶體區域。

9.還有些房間,可以同時容納n個人,比如廚房。也就是說,如果人數大於n,多出來的人只能在外面等著。這好比某些記憶體區域,只能供給固定數目的執行緒使用。

10.這時的解決方法,就是在門口掛n把鑰匙。進去的人就取一把鑰匙,出來時再把鑰匙掛回原處。後到的人發現鑰匙架空了,就知道必須在門口排隊等著了。這種做法叫做"訊號量"(semaphore),用來保證多個執行緒不會互相衝突。

不難看出,mutex是semaphore的一種特殊情況(n=1時)。也就是說,完全可以用後者替代前者。但是,因為mutex較為簡單,且效率高,所以在必須保證資源獨佔的情況下,還是採用這種設計。

11.作業系統的設計,因此可以歸結為三點:

(1)以多程序形式,允許多個任務同時執行;

(2)以多執行緒形式,允許單個任務分成不同的部分執行;

(3)提供協調機制,一方面防止程序之間和執行緒之間產生衝突,另一方面允許程序之間和執行緒之間共享資源。

(完)

程序和執行緒的形象比喻

程序 process 和執行緒 thread 是作業系統的基本概念,但是它們比較抽象,不容易掌握。最近,我讀到一篇材料,發現有乙個很好的模擬,可以把它們解釋地清晰易懂。1.計算機的核心是cpu,它承擔了所有的計算任務。它就像一座工廠,時刻在執行。2.假定工廠的電力有限,一次只能供給乙個車間使用。也就...

程序與執行緒的比喻

程序 process 和執行緒 thread 是作業系統的基本概念,但是它們比較抽象,不容易掌握。最近,我讀到一篇材料,發現有乙個很好的模擬,可以把它們解釋地清晰易懂。1.計算機的核心是cpu,它承擔了所有的計算任務。它就像一座工廠,時刻在執行。2.假定工廠的電力有限,一次只能供給乙個車間使用。也就...

程序與執行緒的乙個比較形象的比喻

看到一篇文章,它的比喻很形象,容易理解.1.計算機的核心是cpu,它承擔了所有的計算任務.就像乙個工廠,時刻都是執行。2.假設工廠電力有限,一次只能提供給乙個車間使用.也就是說,乙個車間使用時,其他車間都要停工.單個cpu一次只能執行乙個任務 3.程序就好比車間,它代表cpu能處理的單個任務。4.乙...