线程和进程的区别和联系,线程和进程通信方式

　　摘要：进程和线程都是计算里的两项执行活动，各有特色和优势。下面就来介绍线程和进程之间的区别联系以及通信方式。

　　1、什么是线程？

　　线程，有时被称为轻量级进程（Lightweight Process，LWP），是程序执行流的最小单元。一个标准的线程由线程ID，当前指令指针（PC），寄存器集合和堆栈组成。另外，线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位，线程自己不拥有系统资源，只拥有一点儿在运行中必不可少的资源，但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。

　　一个线程可以创建和撤消另一个线程，同一进程中的多个线程之间可以并发执行。由于线程之间的相互制约，致使线程在运行中呈现出间断性。线程也有就绪、阻塞和运行三种基本状态。就绪状态是指线程具备运行的所有条件，逻辑上可以运行，在等待处理机；运行状态是指线程占有处理机正在运行；阻塞状态是指线程在等待一个事件（如某个信号量），逻辑上不可执行。每一个程序都至少有一个线程，若程序只有一个线程，那就是程序本身。

　　线程特点：

　　1）轻型实体

　　2）独立调度和分派的基本单位。

　　3）可并发执行。

　　4）共享进程资源。

　    2、什么是进程？

　　进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。在早期面向进程设计的计算机结构中，进程是程序的基本执行实体；在当代面向线程设计的计算机结构中，进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。

　　进程特征：

　　动态性：进程的实质是程序在多道程序系统中的一次执行过程，进程是动态产生，动态消亡的。

　　并发性：任何进程都可以同其他进程一起并发执行

　　独立性：进程是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统分配资源和调度的独立单位；

　　异步性：由于进程间的相互制约，使进程具有执行的间断性，即进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进

　　结构特征：进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。

　　多个不同的进程可以包含相同的程序：一个程序在不同的数据集里就构成不同的进程，能得到不同的结果；但是执行过程中，程序不能发生改变。

　　3.进程和线程关系

　　一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行。

　　相对进程而言，线程是一个更加接近于执行体的概念，它可以与同进程中的其他线程共享数据，但拥有自己的栈空间，拥有独立的执行序列。

　　4.进程和线程区别

　　进程和线程的主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式。进程有独立的地址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其它进程产生影响，而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量，但线程之间没有单独的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以多进程的程序要比多线程的程序健壮，但在进程切换时，耗费资源较大，效率要差一些。但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程，不能用进程。

　　1） 简而言之，一个程序至少有一个进程，一个进程至少有一个线程。

　　2） 线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性高。

　　3） 另外，进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而极大地提高了程序的运行效率。

　　4） 线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。

　　5） 从逻辑角度来看，多线程的意义在于一个应用程序中，有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用，来实现进程的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别。

　　5.进程和线程优缺点

　　线程和进程在使用上各有优缺点：线程执行开销小，但不利于资源的管理和保护；而进程正相反。同时，线程适合于在SMP机器上运行，而进程则可以跨机器迁移。

　　6、线程间的通信方式

　　使用全局变量

　　主要由于多个线程可能更改全局变量，因此全局变量最好声明为violate

　　使用消息实现通信

　　在Windows程序设计中，每一个线程都可以拥有自己的消息队列（UI线程默认自带消息队列和消息循环，工作线程需要手动实现消息循环），因此可以采用消息进行线程间通信sendMessage，postMessage。

　　1）定义消息#define WM_THREAD_SENDMSG=WM_USER+20;

　　2）添加消息函数声明afx_msg int OnTSendmsg（）;

　　3）添加消息映射ON_MESSAGE（WM_THREAD_SENDMSG，OnTSM）

　　4）添加OnTSM（）的实现函数；

　　5）在线程函数中添加PostMessage消息Post函数

　　使用事件CEvent类实现线程间通信

　　Event对象有两种状态：有信号和无信号，线程可以监视处于有信号状态的事件，以便在适当的时候执行对事件的操作。

　　1）创建一个CEvent类的对象：CEvent threadStart;它默认处在未通信状态；

　　2）threadStart.SetEvent（）;使其处于通信状态；

　　3）调用WaitForSingleObject（）来监视CEvent对象

　　7、进程间通信方式

　　进程间通信又称IPC（Inter-Process Communication），指多个进程之间相互通信，交换信息的方法。根据进程通信时信息量大小的不同，可以将进程通信划分为两大类型：

　　1）低级通信，控制信息的通信（主要用于进程之间的同步，互斥，终止和挂起等等控制信息的传递）

　　2）高级通信，大批数据信息的通信（主要用于进程间数据块数据的交换和共享，常见的高级通信有管道，消息队列，共享内存等）。

　　管道（ pipe ）：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。

　　有名管道 （named pipe）：有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。

　　信号量（ semophore ）：信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。不是用于交换大批数据，而用于多线程之间的同步。常作为一种锁机制，防止某进程在访问资源时其它进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。

　　消息队列（ message queue ）：消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。

　　信号 （ signal ）：信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生。

　　［共享内存（ shared memory ）］ ：共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号两，配合使用，来实现进程间的同步和通信。

　　套接字（ socket ）：套解口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同机器间的进程通信。