La 'differenza tra processo e thread' è una delle domande più frequenti nei colloqui tecnici. Entrambi i processi e i thread sono correlati tra loro e molto simili, quindi creano confusione per comprendere le differenze tra i due. Il processo e il thread sono una sequenza di esecuzione indipendente, ma entrambi sono differenziati in modo tale che i processi vengono eseguiti in spazi di memoria diversi, mentre i thread dello stesso processo vengono eseguiti in uno spazio di memoria condiviso.
In questo argomento comprenderemo la breve introduzione di processi e thread e quali sono le altre differenze tra i due.
stringa sottostringa java
Cos'è il processo?
Un processo è un'istanza di un programma che viene eseguito. Quando eseguiamo un programma, non viene eseguito direttamente. Ci vuole del tempo per seguire tutti i passaggi necessari per eseguire il programma e seguire questi passaggi di esecuzione è noto come processo.
Un processo può creare altri processi per eseguire più attività contemporaneamente; i processi creati sono noti come clone o processo figlio , e il processo principale è noto come processo genitore . Ogni processo contiene il proprio spazio di memoria e non lo condivide con gli altri processi. È conosciuta come l'entità attiva. Un processo tipico rimane in memoria nel modulo seguente.
Un processo nel sistema operativo può rimanere in uno dei seguenti stati:
Come funzionano i processi?
Quando iniziamo l'esecuzione del programma, il processore inizia a elaborarlo. Sono necessari i seguenti passaggi:
- Innanzitutto, dopo la traduzione, il programma viene caricato nella memoria del computer in codice binario.
- Un programma richiede memoria e altre risorse del sistema operativo per eseguirlo. Le risorse come i registri, il contatore del programma e uno stack e queste risorse sono fornite dal sistema operativo.
- Un registro può contenere un'istruzione, un indirizzo di archiviazione o altri dati richiesti dal processo.
- Il contatore del programma mantiene traccia della sequenza del programma.
- Lo stack contiene informazioni sulle subroutine attive di un programma per computer.
- Un programma può avere diverse istanze e ciascuna istanza del programma in esecuzione è nota come processo individuale.
Caratteristiche del processo
- Ogni volta che creiamo un processo, dobbiamo effettuare una chiamata di sistema separata per ciascun processo al sistema operativo. IL forchetta La funzione () crea il processo.
- Ogni processo esiste all'interno del proprio indirizzo o spazio di memoria.
- Ogni processo è indipendente e trattato come un processo isolato dal sistema operativo.
- I processi necessitano di IPC (Inter-process Communication) per comunicare tra loro.
- Non è necessaria una corretta sincronizzazione tra i processi.
Cos'è Thread?
Un thread è il sottoinsieme di un processo ed è noto anche come processo leggero. Un processo può avere più di un thread e questi thread sono gestiti in modo indipendente dallo scheduler. Tutti i thread all'interno di un processo sono correlati tra loro. I thread contengono alcune informazioni comuni, ad esempio segmento di dati, segmento di codice, file, ecc., che viene condiviso con i thread dei pari. Ma contiene i propri registri, stack e contatore.
Come funziona il filo?
Come abbiamo discusso, un thread è un sottoprocesso o un'unità di esecuzione all'interno di un processo. Un processo può contenere da un singolo thread a più thread. Un thread funziona nel modo seguente:
- Quando viene avviato un processo, il sistema operativo gli assegna la memoria e le risorse. Ogni thread all'interno di un processo condivide la memoria e le risorse solo di quel processo.
- I thread vengono utilizzati principalmente per migliorare l'elaborazione di un'applicazione. In realtà, viene eseguito un solo thread alla volta, ma a causa del rapido cambio di contesto tra i thread si ha l'illusione che i thread funzionino parallelamente.
- Se un singolo thread viene eseguito in un processo, è noto come un thread singolo E se più thread vengono eseguiti contemporaneamente, allora è noto come multithreading.
Tipi di discussioni
Esistono due tipi di thread, ovvero:
1. Discussione a livello utente
Come suggerisce il nome, i thread a livello utente sono gestiti solo dagli utenti e il kernel non dispone delle relative informazioni.
Sono più veloci, facili da creare e gestire.
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Il kernel prende tutti questi thread come un singolo processo e li gestisce come un solo processo.
I thread a livello utente sono implementati dalle librerie a livello utente, non dalle chiamate di sistema.
2. Discussione a livello di kernel
I thread a livello di kernel sono gestiti dal sistema operativo e gestiti dal suo kernel. Questi thread sono più lenti dei thread a livello utente perché le informazioni sul contesto sono gestite dal kernel. Per creare e implementare un thread a livello di kernel, dobbiamo effettuare una chiamata di sistema.
Caratteristiche del filo
- I thread condividono dati, memoria, risorse, file, ecc. con i thread peer all'interno di un processo.
- Una chiamata di sistema è in grado di creare più di un thread.
- Ogni thread ha il proprio stack e registro.
- I thread possono comunicare direttamente tra loro poiché condividono lo stesso spazio di indirizzi.
- I thread devono essere sincronizzati per evitare scenari imprevisti.
Differenze chiave tra processo e thread
- Un processo è indipendente e non è contenuto all'interno di un altro processo, mentre tutti i thread sono logicamente contenuti all'interno di un processo.
- I processi hanno un peso elevato, mentre i thread sono leggeri.
- Un processo può esistere individualmente poiché contiene la propria memoria e altre risorse, mentre un thread non può avere una propria esistenza individuale.
- Non è necessaria una corretta sincronizzazione tra i processi. Al contrario, i thread devono essere sincronizzati per evitare scenari imprevisti.
- I processi possono comunicare tra loro solo utilizzando la comunicazione tra processi; al contrario, i thread possono comunicare direttamente tra loro poiché condividono lo stesso spazio di indirizzi.
Tabella delle differenze tra processo e thread
| Processi | Filo |
|---|---|
| Un processo è un'istanza di un programma che viene eseguito o elaborato. | Il thread è un segmento di un processo o un processo leggero gestito dallo scheduler in modo indipendente. |
| I processi sono indipendenti gli uni dagli altri e quindi non condividono memoria o altre risorse. | I thread sono interdipendenti e condividono la memoria. |
| Ogni processo viene trattato come un nuovo processo dal sistema operativo. | Il sistema operativo considera tutti i thread a livello utente come un unico processo. |
| Se un processo viene bloccato dal sistema operativo, l'altro processo può continuare l'esecuzione. | Se un thread a livello utente viene bloccato, anche tutti i thread peer vengono bloccati perché il sistema operativo li considera tutti come un unico processo. |
| Il passaggio di contesto tra due processi richiede molto tempo poiché sono pesanti rispetto al thread. | Il cambio di contesto tra i thread è veloce perché sono molto leggeri. |
| Il segmento dati e il segmento codice di ciascun processo sono indipendenti l'uno dall'altro. | I thread condividono il segmento dati e il segmento di codice con i thread peer; quindi sono gli stessi anche per gli altri thread. |
| Il sistema operativo impiega più tempo per terminare un processo. | I thread possono essere terminati in pochissimo tempo. |
| La creazione di un nuovo processo richiede più tempo poiché ogni nuovo processo richiede tutte le risorse. | Un thread richiede meno tempo per la creazione. |