多线程学习-进程与线程的基本概念

进程的基本概念

进程通常被定义为一个正在运行的程序的实例，它由两个部分组成：
• 一个是操作系统用来管理进程的内核对象。内核对象也是系统用来存放关于进程的统计信息的地方。
• 另一个是地址空间，它包含所有可执行模块或 D L L模块的代码和数据。它还包含动态内存分配的空间。如线程堆栈和堆分配空间。

进程是不活泼的。若要使进程完成某项操作，它必须拥有一个在它的环境中运行的线程，该线程负责执行包含在进程的地址空间中的代码。实际上，单个进程可能包含若干个线程，所有这些线程都“同时”执行进程地址空间中的代码。为此，每个线程都有它自己的一组CPU寄存器和它自己的堆栈。每个进程至少拥有一个线程，来执行进程的地址空间中的代码。如果没有线程来执行进程的地址空间中的代码，那么进程就没有存在的理由了，系统就将自动撤消该进程和它的地址空间。
当创建一个进程时，系统会自动创建它的第一个线程，称为主线程。然后，该线程可以创建其他的线程，而这些线程又能创建更多的线程。
线程的基本概念

线程也是由两个部分组成的：
• 一个是线程的内核对象，操作系统用它来对线程实施管理。内核对象也是系统用来存放线程统计信息的地方。
• 另一个是线程堆栈，它用于维护线程在执行代码时需要的所有函数参数和局部变量 。

进程是不活泼的。进程从来不执行任何东西，它只是线程的容器。线程总是在某个进程环境中创建的，而且它的整个寿命期都在该进程中。这意味着线程在它的进程地址空间中执行代码，并且在进程的地址空间中对数据进行操作。因此，如果在单进程环境中，你有两个或多个线程正在运行，那么这两个线程将共享单个地址空间。这些线程能够执行相同的代码，对相同的数据进行操作。这些线程还能共享内核对象句柄，因为句柄表依赖于每个进程而不是每个线程存在。

每个线程都维护异常处理程序、调度优先级和一组系统用于在调度该线程前保存线程上下文的结构。线程上下文包括为使线程在线程的宿主进程地址空间中无缝地继续执行所需的所有信息，包括线程的CPU 寄存器组和堆栈。

在分布式编程中，正确使用线程能够很好的提高应用程序的性能及运行效率。实现原理是将一个进程分成多个线程，然后让它们并发异步执行,来提高运行效率。     并发执行并不是同时执行（占用CPU），任意时刻还是只能有一个线程占用CPU，操作系统就要为每个线程安排一定的CPU时间。它通过以一种循环方式为线程提供时间片（称为量程） ，造成一种假象，仿佛所有线程都是同时运行的一样。     右图显示了显示了在单个CPU的计算机上是如何实现这种运行方式的。如果计算机拥有多个CPU，那么操作系统就要使用复杂得多的算法来实现CPU上线程负载的平衡。

什么时候用线程？

一般情况下，如果多个线程在执行时都要抢占某一个资源或某几个资源，则最好不用异步线程执行.因为它们是并发执行，很可能同时争夺某个资源有CPU,这时要么执行资源分配算法(比如要判断哪个线程优先级高，这要花费时间),或者是按时间片算法(这样要付出 轮询CUP/交接/让出CPU所需的时间)。
如果多个线程所需要的系统资源是比较均匀的，这时完全可以让它们异步并发执行。

使用线程的缺点

统将为进程和线程所需的上下文信息使用内存。 因此，可以创建的进程、AppDomain 对象和线程的数目会受到可用内存的限制。
跟踪大量的线程将占用大量的处理器时间。如果 线程过多，则其中大多数线程都不会产生明显的进度。如果大多数当前线程处于一个进程中，则其他进程中的线程的调度频率就会很低。
使用许多线程控制代码执行非常复杂，并可能产生许多错误。
销毁线程需要了解可能发生的问题并对那些问题进行处理。