程序和執行緒的通俗理解

2021-09-02 02:11:48 字數 2078 閱讀 5983

程序是計算機領域最重要的概念之一,什麼是程序?程序是關於某次資料集合的一次執行活動, 是執行在它自己位址空間的一段自包容程式, 解釋的通俗的點, 乙個程式在執行時,我們會得到乙個假象,該程序好像是獨佔地使用cpu和記憶體,cpu是沒有間斷地一條接一條的執行該程式的指令,所有的記憶體空間都是供該程序的**和資料分配使用的。

qq程式如果沒有執行,那它只是程式,而不是程序,一旦執行了qq程式,那它就成了程序。qq程式一旦執行成了程序,作業系統如windows就要分配給qq執行的記憶體空間,cpu執行的時間以及其它資源,這樣qq程式就可正常執行了。如果要執行其它程式,如防毒軟體,作業系統也要做同樣的事情。有了程序之後,最大的好處就在於電腦可以同時執行多個程式,每個程式就是乙個程序。而如果沒有程序呢,那電腦一次只能執行乙個程式,你玩qq,就不能再同時聽歌、玩遊戲等等;如果你想要聽歌,只能關掉qq,再開啟聽歌曲的軟體進行聽歌了。

有了程序,可以讓多個程式同時執行,但每乙個程序在執行時,一次只能執行乙個任務,要想執行第二個任務,只能等第乙個任務執行完後,再執行。但在我們現實應用中,就會出現不能等的情況,而是希望乙個程式(程序)的多個任務同時執行。為達到這個目的,執行緒就出現了。執行緒可以讓乙個程式(程序)同時執行多個任務(併發)。比如我們用word程式時(乙個程序),可能會存在三個任務:a、接受鍵盤輸入;b、將鍵盤輸入的內容顯示在顯示器上;c、輸入的內容儲存在硬碟上。如果沒有執行緒,那只能是程式先等鍵盤輸入內容,然後過好長時間,再把你輸入的內容顯示在顯示器上,等內容顯示出來了,再將內容儲存在硬碟上。但事實上,你在用word時,一邊輸入,一邊就顯示了,同時也自動儲存在硬碟上了(程式可設定自動儲存),沒有等待的感覺,這就得歸功於執行緒的作用了。有了執行緒之後,你就感覺輸入、顯示、儲存好像是同時發生一樣(併發,同一時間,一併發生)。

執行緒和程序的作用與區別,一句話概括的話,就是上文中紅字的解釋。以下文字內容與從網上收集,也較通俗地解釋了執行緒與程序的區別。看完之後,再看網上較專業的解釋就能看得明白了。

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[ˈmju:tʃuəl]相互的;共同的 exclusion[ɪkˈsklu:ʒn]拒絕;排斥,縮寫 mutex[m'ju:teks]),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

程序和執行緒通俗理解

cpu 工廠 一次只能有乙個車間開工 cpu一次只能執行乙個任務 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 乙個車間裡,可以有很多任務人。他們協同完成乙個任務。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 車間的空間是工人...

程序與執行緒的通俗理解

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。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cp...

程序與執行緒的通俗理解

qq程式如果沒有執行,那它只是程式,而不是程序,一旦執行了qq程式,那它就成了程序。qq程式一旦執行成了程序,作業系統如windows就要 分配給qq執行的記憶體空間,cpu執行的時間以及其它資源,這樣qq程式就可正常執行了。如果要執行其它程式,如防毒軟體,作業系統也要做同樣的事情。有了程序 之後,...