【操作系统知识】进程、线程、协程

tech2025-04-30  4

进程、线程、协程

进程:

操作系统分配资源的最小单位;有自己的独立地址空间;有独立的内存资源,代码段、数据段、堆栈段;进程间互不干扰,所以通信复杂(管道、消息队列、mmap、socket、信号);进程间切换消耗大(需要切换页目录,为了提高虚拟地址映射到物理地址的效率,有一个缓存用于缓存常用的映射关系,在切换页目录后,这个缓存就失效了,所以映射命中率就会降低,表现出来就是程序运行慢);

线程:

操作系统调度的最小单位;一个进程可以包含多个线程,多个线程共享这一个进程的资源;有自己独立的栈空间(大小固定)、寄存器值(便于线程间切换恢复上下文)、错误状态码error、线程优先级变量;同一个进程间的线程调度是随机的(同步难,锁、条件变量、信号量),且互相影响(一个线程挂掉,其他线程也会挂掉); 

协程:

应用系统调度的最小单位,轻量级的线程,同样共享一个进程的资源;协程间切换比线程切换效率高,更能高效利用CPU;充分利用内存空间,协程的栈空间不是固定的,可以适当分配相应的内存大小;同步简单,协程间的切换是可显示控制的。 

注:

虽然一个线程下可以运行多个协程,但是同一个线程下不能有协程并发。

协程主要是为了提高并发,而且主要是IO并发,协程并不适合并行计算或者并行处理任务,因为同一时刻运行的协程数不可能大于操作系统线程,而且需要协程切换,不如线程池。

对于不需要CPU大量参与的业务场景来说,比如IO广泛的业务,建议使用协程。 

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