„Разлика между процес и нишка“ е един от често задаваните въпроси на техническите интервюта. И двата процеса и нишките са свързани помежду си и много сходни, поради което създават объркване при разбирането на разликите между тях. Процесът и нишката са независима последователност на изпълнение, но и двете са диференцирани по начин, по който процесите се изпълняват в различни пространства на паметта, докато нишките на един и същи процес се изпълняват в споделена памет.

В тази тема ще разберем краткото представяне на процеси и нишки и какви са другите разлики между тях.

масив за сортиране на java

Какво е процес?

Процесът е екземпляр на програма, която се изпълнява. Когато стартираме програма, тя не се изпълнява директно. Отнема известно време, за да следвате всички стъпки, необходими за изпълнение на програмата, и следването на тези стъпки за изпълнение е известно като процес.

Един процес може да създава други процеси за изпълнение на множество задачи наведнъж; създадените процеси са известни като клонинг или дъщерен процес , а основният процес е известен като родителски процес . Всеки процес съдържа собствено пространство в паметта и не го споделя с другите процеси. Той е известен като активен обект. Типичен процес остава във формата по-долу в паметта.

Процес в ОС може да остане във всяко от следните състояния:

НОВО: Създава се нов процес.ГОТОВ: Процесът е готов и чака да бъде разпределен към процесор.БЯГАНЕ: Програмата се изпълнява.ОЧАКВАНЕ: Изчакване да се случи или да се случи някакво събитие.ПРЕКРАТЕН: Изпълнението приключи.

Как работят процесите?

Когато започнем да изпълняваме програмата, процесорът започва да я обработва. Необходими са следните стъпки:

• Първо, програмата се зарежда в паметта на компютъра в двоичен код след транслация.
• Една програма изисква памет и други ресурси на операционната система, за да се изпълнява. Ресурсите като регистри, програмен брояч и стек, и тези ресурси се предоставят от операционната система.
• Регистърът може да има инструкция, адрес за съхранение или други данни, които се изискват от процеса.
• Програмният брояч поддържа проследяването на програмната последователност.
• Стекът съдържа информация за активните подпрограми на компютърна програма.
• Една програма може да има различни екземпляри от себе си и всеки екземпляр на изпълняваната програма е известен като отделен процес.

Характеристики на процеса

• Всеки път, когато създаваме процес, трябва да направим отделно системно извикване за всеки процес към ОС. The вилица () функцията създава процеса.
• Всеки процес съществува в рамките на свой собствен адрес или пространство в паметта.
• Всеки процес е независим и се третира като изолиран процес от ОС.
• Процесите се нуждаят от IPC (Inter-process Communication), за да комуникират помежду си.
• Не е необходима правилна синхронизация между процесите.

Какво е Thread?

Нишката е подмножество на процес и е известна също като олекотен процес. Един процес може да има повече от една нишка и тези нишки се управляват независимо от планировчика. Всички нишки в рамките на един процес са взаимно свързани. Темите имат обща информация, като напр сегмент от данни, кодов сегмент, файлове и т.н., който се споделя с техните равностойни нишки. Но съдържа собствени регистри, стек и брояч.

Как работи нишката?

Както обсъдихме, нишката е подпроцес или изпълнителна единица в рамките на процес. Един процес може да съдържа една нишка до множество нишки. Една нишка работи по следния начин:

• Когато процес стартира, ОС му присвоява паметта и ресурсите. Всяка нишка в даден процес споделя паметта и ресурсите само на този процес.
• Нишките се използват главно за подобряване на обработката на приложение. В действителност само една нишка се изпълнява в даден момент, но поради бързото превключване на контекста между нишките създава илюзията, че нишките работят паралелно.
• Ако една нишка се изпълнява в процес, тя е известна като еднонишков И ако множество нишки се изпълняват едновременно, тогава това е известно като многопоточност.

Видове нишки

Има два вида нишки, които са:

1. Нишка на потребителско ниво

Както подсказва името, нишките на потребителско ниво се управляват само от потребители и ядрото няма информация за него.

Те са по-бързи, лесни за създаване и управление.

медийно предаване

Ядрото приема всички тези нишки като един процес и ги обработва само като един процес.

Нишките на ниво потребител се изпълняват от библиотеки на ниво потребител, а не от системни извиквания.

2. Нишка на ниво ядро

Нишките на ниво ядро ​​се обработват от операционната система и се управляват от нейното ядро. Тези нишки са по-бавни от нишките на потребителско ниво, тъй като контекстната информация се управлява от ядрото. За да създадем и реализираме нишка на ниво ядро, трябва да направим системно извикване.

Характеристики на Thread

• Нишките споделят данни, памет, ресурси, файлове и т.н. със своите равностойни нишки в рамките на процес.
• Едно системно повикване може да създаде повече от една нишка.
• Всяка нишка има свой собствен стек и регистър.
• Нишките могат директно да комуникират помежду си, тъй като споделят едно и също адресно пространство.
• Нишките трябва да бъдат синхронизирани, за да се избегнат неочаквани сценарии.

Основни разлики между процес и нишка

• Един процес е независим и не се съдържа в друг процес, докато всички нишки логически се съдържат в един процес.
• Процесите са силно претеглени, докато нишките са леко претеглени.
• Един процес може да съществува индивидуално, тъй като съдържа собствена памет и други ресурси, докато една нишка не може да съществува индивидуално.
• Не е необходима правилна синхронизация между процесите. За разлика от тях нишките трябва да бъдат синхронизирани, за да се избегнат неочаквани сценарии.
• Процесите могат да комуникират помежду си само чрез комуникация между процесите; за разлика от тях нишките могат директно да комуникират помежду си, тъй като споделят едно и също адресно пространство.

Таблица на разликите между процес и нишка