Ein weiterer wichtiger Punkt, der Prozess und Thread unterscheidet, ist, dass Prozesse voneinander isoliert sind, während Threads Speicher oder Ressourcen gemeinsam nutzen.
Vergleichstabelle
| Basis zum Vergleich | Verarbeiten | Faden |
|---|---|---|
| Basic | Programm in Ausführung | Leichter Prozess oder Teil davon. |
| Speicherfreigabe | Vollständig isoliert und Speicher nicht gemeinsam nutzen. | Der Speicher wird gemeinsam genutzt. |
| Ressourcenverbrauch | Mehr | Weniger |
| Effizienz | Weniger effizient als der Prozess im Kontext der Kommunikation. | Steigert die Effizienz im Kontext der Kommunikation. |
| Zeit für die Erstellung | Mehr | Weniger |
| Kontextwechselzeit | Braucht mehr Zeit | Verbraucht weniger Zeit. |
| Unbestimmte Kündigung | Führt zu Prozessverlust. | Ein Thread kann zurückgefordert werden. |
| Zeit für die Kündigung | Mehr | Weniger |
Definition des Prozesses
Der Prozess ist die Ausführung eines Programms und führt die relevanten Aktionen aus, die in einem Programm angegeben sind, oder es ist eine Ausführungseinheit, in der ein Programm ausgeführt wird. Das Betriebssystem erstellt, terminiert und beendet die Prozesse zur Nutzung der CPU. Die anderen vom Hauptprozess erstellten Prozesse werden als untergeordneter Prozess bezeichnet.
Prozessabläufe werden mit Hilfe von PCB (Process Control Block) gesteuert und können als das Gehirn des Prozesses betrachtet werden, das alle wichtigen Informationen zu einem Prozess enthält, wie Prozess-ID, Priorität, Status, PWS und Inhalts-CPU-Register .
PCB ist auch eine kernelbasierte Datenstruktur, die die drei Arten von Funktionen verwendet, die Scheduling, Dispatching und Context Save sind.
- Scheduling - Es ist eine Methode zur Auswahl der Reihenfolge des Prozesses in einfachen Worten. Es wählt den Prozess aus, der zuerst in der CPU ausgeführt werden muss.
- Dispatching - Richtet eine Umgebung für die Ausführung des Prozesses ein.
- Kontext speichern - Diese Funktion speichert die Informationen zu einem Prozess, wenn er fortgesetzt oder blockiert wird.
In einem Prozesslebenszyklus sind bestimmte Zustände enthalten, wie z. B. bereit, ausgeführt, blockiert und beendet. Prozesszustände werden verwendet, um die Prozessaktivität sofort zu verfolgen.
Aus Sicht des Programmierers sind Prozesse das Medium, um die gleichzeitige Ausführung eines Programms zu erreichen. Der Hauptprozess eines gleichzeitigen Programms erstellt einen untergeordneten Prozess. Der Hauptprozess und der Child-Prozess müssen mit jedem interagieren, um ein gemeinsames Ziel zu erreichen.
Verschachtelungsoperationen von Prozessen verbessern die Rechengeschwindigkeit, wenn sich die E / A-Operation in einem Prozess mit einer Rechenaktivität in einem anderen Prozess überschneidet.
Eigenschaften eines Prozesses:
- Die Erstellung jedes Prozesses umfasst Systemaufrufe für jeden Prozess separat.
- Ein Prozess ist eine isolierte Ausführungseinheit und teilt keine Daten und Informationen.
- Prozesse verwenden einen IPC-Mechanismus (Inter-Process Communication) für die Kommunikation, wodurch die Anzahl der Systemaufrufe erheblich erhöht wird.
- Das Prozessmanagement beansprucht mehr Systemaufrufe.
- Jeder Prozess verfügt über einen eigenen Stapel- und Heapspeicher, Befehl, Daten und eine Speicherkarte.
Definition von Thread
Der Thread ist eine Programmausführung, die zum Ausführen der Aufgabe Prozessressourcen verwendet. Alle Threads innerhalb eines einzelnen Programms sind logisch in einem Prozess enthalten. Der Kern ordnet jedem Thread einen Stack und einen Thread Control Block (TCB) zu. Das Betriebssystem speichert beim Wechseln zwischen den Threads desselben Prozesses nur den Stack-Pointer und den CPU-Status.
Threads werden auf drei verschiedene Arten implementiert. Dies sind Kernel-Threads, Threads auf Benutzerebene und Hybrid-Threads. Für Threads können drei Status ausgeführt werden, bereit und blockiert. Es umfasst nur den Berechnungsstatus, nicht die Ressourcenzuteilung und den Kommunikationsstatus, wodurch der Umschaltaufwand reduziert wird. Es verbessert die Parallelität (Parallelität), wodurch auch die Geschwindigkeit steigt.
Multithreading bringt auch Nachteile mit sich. Multiple Threads erzeugen keine Komplexität, aber die Interaktion zwischen ihnen.
Ein Thread muss über die Prioritätseigenschaft verfügen, wenn mehrere Threads aktiv sind. Die Zeit, die es für die Ausführung in Bezug auf andere aktive Threads im selben Prozess erhält, wird durch die Priorität des Threads angegeben.
Eigenschaften eines Threads:
- Nur ein Systemaufruf kann mehrere Threads erstellen (Lightweight-Prozess).
- Threads teilen Daten und Informationen.
- Threads teilen sich Instruktions-, globale und Heap-Regionen, verfügen jedoch über einen eigenen Stack und eigene Register.
- Die Threadverwaltung beansprucht keine oder weniger Systemaufrufe, da die Kommunikation zwischen Threads mithilfe von Shared Memory erreicht werden kann.
- Die Isolationseigenschaft des Prozesses erhöht den Overhead hinsichtlich des Ressourcenverbrauchs.
Hauptunterschiede zwischen Prozess und Thread
- Alle Threads eines Programms sind logisch in einem Prozess enthalten.
- Ein Prozess ist schwer, aber ein Faden ist leicht.
- Ein Programm ist eine isolierte Ausführungseinheit, während Thread nicht isoliert ist und Speicher gemeinsam nutzt.
- Ein Thread kann keine individuelle Existenz haben. es ist an einen Prozess gebunden. Zum anderen kann ein Prozess individuell existieren.
- Zum Zeitpunkt des Ablaufs eines Threads könnte der zugehörige Stack wiederhergestellt werden, da jeder Thread über einen eigenen Stack verfügt. Wenn dagegen ein Prozess stirbt, sterben alle Threads einschließlich des Prozesses.
Fazit
Prozesse werden verwendet, um die gleichzeitige und sequentielle Ausführung von Programmen zu erreichen. Ein Thread ist zwar eine Programmausführungseinheit, die die Umgebung des Prozesses verwendet, wenn viele Threads die Umgebung desselben Prozesses verwenden, um Code, Daten und Ressourcen gemeinsam zu nutzen. Das Betriebssystem nutzt diese Tatsache, um den Aufwand zu reduzieren und die Berechnung zu verbessern.
