TechCodeview

«Різниця між процесом і потоком» є одним із поширених запитань під час технічних співбесід. Обидва процеси та потоки пов’язані один з одним і дуже схожі, тому створюють плутанину для розуміння відмінностей між ними. Процес і потік є незалежною послідовністю виконання, але обидва відрізняються таким чином, що процеси виконуються в різних просторах пам’яті, тоді як потоки одного процесу виконуються в спільному просторі пам’яті.

У цій темі ми розглянемо короткий вступ до процесів і потоків, а також інші відмінності між ними.

Що таке процес?

Процес — це екземпляр програми, яка виконується. Коли ми запускаємо програму, вона не виконується безпосередньо. Щоб виконати всі кроки, необхідні для виконання програми, потрібен деякий час, і виконання цих кроків виконання називається процесом.

Процес може створювати інші процеси для виконання кількох завдань одночасно; створені процеси відомі як клон або дочірній процес , а основний процес відомий як батьківський процес . Кожен процес містить власний простір пам’яті і не ділить його з іншими процесами. Він відомий як активна сутність. Типовий процес залишається в пам'яті в наведеній нижче формі.

Процес в ОС може залишатися в будь-якому з наступних станів:

НОВИЙ: Створюється новий процес.ГОТОВИЙ: процес готовий і очікує на призначення процесору.БІГ: Програма виконується.ОЧІКУВАННЯ: Очікування певної події.ПРИПИНЕНО: Виконання завершено.

Як працюють процеси?

Коли ми починаємо виконувати програму, процесор починає її обробляти. Це вимагає таких кроків:

Java string replaceall

• Спочатку програма завантажується в пам'ять комп'ютера в двійковому коді після трансляції.
• Для виконання програми потрібна пам’ять та інші ресурси ОС. Ресурси, такі як регістри, програмний лічильник і стек, і ці ресурси надаються ОС.
• Реєстр може містити інструкцію, адресу зберігання або інші дані, необхідні для процесу.
• Лічильник програм відстежує послідовність програм.
• Стек містить інформацію про активні підпрограми комп’ютерної програми.
• Програма може мати різні екземпляри, і кожен екземпляр запущеної програми відомий як окремий процес.

Особливості процесу

• Кожного разу, коли ми створюємо процес, нам потрібно зробити окремий системний виклик для кожного процесу в ОС. The вилка () створює процес.
• Кожен процес існує в межах власної адреси або простору пам'яті.
• Кожен процес є незалежним і розглядається ОС як ізольований процес.
• Процесам потрібен IPC (Inter-process Communication), щоб спілкуватися один з одним.
• Належна синхронізація між процесами не потрібна.

Що таке Thread?

Потік є підмножиною процесу, також відомий як полегшений процес. Процес може мати більше одного потоку, і ці потоки незалежно керуються планувальником. Усі потоки в одному процесі взаємопов’язані один з одним. Потоки мають певну загальну інформацію, наприклад сегмент даних, сегмент коду, файли тощо, який надається в однорангових потоках. Але містить власні регістри, стек і лічильник.

Як працює нитка?

Як ми вже обговорювали, потік — це підпроцес або одиниця виконання в процесі. Процес може містити один або декілька потоків. Нитка працює наступним чином:

• Коли процес запускається, ОС призначає йому пам'ять і ресурси. Кожен потік у межах процесу спільно використовує пам’ять і ресурси лише цього процесу.
• Потоки в основному використовуються для покращення обробки програми. Насправді за один раз виконується лише один потік, але через швидке перемикання контексту між потоками створюється ілюзія, що потоки працюють паралельно.
• Якщо в процесі виконується один потік, він називається однопотоковий І якщо кілька потоків виконуються одночасно, це називається багатопотоковість.

Типи потоків

Існує два типи ниток, а саме:

1. Тема рівня користувача

Як випливає з назви, потоками на рівні користувача керують лише користувачі, а ядро ​​не має інформації про це.

Це швидше, легко створювати та керувати ними.

Ядро приймає всі ці потоки як один процес і обробляє їх лише як один процес.

Потоки рівня користувача реалізуються бібліотеками рівня користувача, а не системними викликами.

2. Потік на рівні ядра

Потоки на рівні ядра обробляються операційною системою та керуються її ядром. Ці потоки повільніші, ніж потоки рівня користувача, оскільки інформація про контекст керується ядром. Щоб створити та реалізувати потік на рівні ядра, нам потрібно зробити системний виклик.

сортування в списку в java

Особливості Thread

• Потоки діляться даними, пам'яттю, ресурсами, файлами тощо з одноранговими потоками в рамках процесу.
• Один системний виклик може створити більше одного потоку.
• Кожен потік має власний стек і регістр.
• Потоки можуть безпосередньо спілкуватися один з одним, оскільки вони спільно використовують той самий адресний простір.
• Потоки потрібно синхронізувати, щоб уникнути неочікуваних сценаріїв.

Ключові відмінності між процесом і потоком

• Процес незалежний і не міститься в іншому процесі, тоді як усі потоки логічно містяться в процесі.
• Процеси мають велику вагу, тоді як потоки мають легку вагу.
• Процес може існувати індивідуально, оскільки він містить власну пам’ять та інші ресурси, тоді як потік не може мати окремого існування.
• Належна синхронізація між процесами не потрібна. Навпаки, потоки мають бути синхронізовані, щоб уникнути несподіваних сценаріїв.
• Процеси можуть спілкуватися один з одним лише за допомогою міжпроцесного зв’язку; навпаки, потоки можуть безпосередньо спілкуватися один з одним, оскільки вони спільно використовують той самий адресний простір.

Таблиця відмінностей між процесом і потоком