什么是進(jìn)程？什么是線(xiàn)程？它們之間到底是什么關(guān)系？這是論壇上常被初學(xué)者問(wèn)起的幾個(gè)高頻問(wèn)題之一，多數程序員開(kāi)始在Windows平臺上編程時(shí)也會(huì )迷惑與這個(gè)問(wèn)題。本文簡(jiǎn)單介紹了進(jìn)程和線(xiàn)程的關(guān)系，同時(shí)對編程中常見(jiàn)的一些問(wèn)題進(jìn)行了解釋。
操作系統對進(jìn)程的定義是特定的代碼序列在指定數據集合上的一次執行活動(dòng)，可見(jiàn)這是一個(gè)動(dòng)態(tài)概念，所以一些資料說(shuō)進(jìn)程就是可執行文件是不正確的。操作系統對進(jìn)程的定義有些晦澀，通俗點(diǎn)講，進(jìn)程就是正在計算機上運行的可執行文件針對特定的輸入數據的一個(gè)實(shí)例，同一個(gè)可執行程序文件如果操作不同的輸入數據就是兩個(gè)不同的進(jìn)程，理解這一點(diǎn)是很重要的，當你看到系統中有多個(gè)相同名字的進(jìn)程同時(shí)存在時(shí)就不會(huì )再感到困惑。象Windows這樣的多任務(wù)分時(shí)操作系統對進(jìn)程的調度是針對線(xiàn)程進(jìn)行的，也就是說(shuō)線(xiàn)程是進(jìn)程調度的基本單位（當然，支持超線(xiàn)程的CPU問(wèn)世后這個(gè)概念需要重新定義）。
那么進(jìn)程和線(xiàn)程到底是什么關(guān)系呢？其實(shí)很簡(jiǎn)單，可以把進(jìn)程理解為一個(gè)線(xiàn)程容器，線(xiàn)程不能獨立存在，它必須隸屬于某個(gè)進(jìn)程，而進(jìn)程也至少擁有一個(gè)線(xiàn)程，如果一個(gè)進(jìn)程的所有線(xiàn)程都結束了那么進(jìn)程也就結束了。在Windows平臺上編程創(chuàng )建進(jìn)程用CreateProcess，創(chuàng )建線(xiàn)程用CreateThread，不僅線(xiàn)程與進(jìn)程之間存在父子繼承關(guān)系，進(jìn)程之間也存在繼承關(guān)系，通過(guò)進(jìn)程之間的繼承關(guān)系，子進(jìn)程可以共享父進(jìn)程的對象句柄，并可以通過(guò)這些句柄完成進(jìn)程間通信。
問(wèn)題：使用多進(jìn)程還是多線(xiàn)程的設計方式？
完成一個(gè)任務(wù)可以有多進(jìn)程和多線(xiàn)程兩種方式，到底哪種方式快呢？通常人們認為Windows系統是以進(jìn)程為單位分配CPU時(shí)間片的，那么使用多個(gè)進(jìn)程就可以多分得一些CPU時(shí)間，自然就會(huì )比使用單獨進(jìn)程多個(gè)線(xiàn)程的方式快一點(diǎn)了。事實(shí)上這種情況并不絕對正確，首先，創(chuàng )建進(jìn)程比創(chuàng )建線(xiàn)程要多占用系統資源，系統資源不足往往會(huì )引起系統性能的下降，導致任務(wù)完成的比較慢。其次，由于多個(gè)進(jìn)程要操作同一個(gè)數據集合，必然會(huì )因為數據爭用導致進(jìn)程狀態(tài)改變，同多個(gè)線(xiàn)程狀態(tài)改變相比，進(jìn)程切換要使用更多的CPU時(shí)間。最后，使用單進(jìn)程方式，由于進(jìn)程少，每個(gè)進(jìn)程又可以較多的獲得CPU時(shí)間片，從而能夠很大的改善進(jìn)程的性能。由此可見(jiàn)，并不是使用多進(jìn)程處理數據就一定比使用多個(gè)線(xiàn)程的單進(jìn)程快。圖（1）顯示了使用兩種方式的程序性能變化曲線(xiàn)，從圖上可以看出，無(wú)論使用何種方式，進(jìn)程和線(xiàn)程都不是越多越好，兩種方式都存在一個(gè)臨界點(diǎn)，超過(guò)這個(gè)臨界點(diǎn)，都會(huì )因為頻繁的進(jìn)程或線(xiàn)程狀態(tài)切換而造成程序性能下降。使用多進(jìn)程方式在到達臨界點(diǎn)之后再增加進(jìn)程就會(huì )引起性能的下降，而且下降速度比單進(jìn)程多線(xiàn)程方式到達臨界點(diǎn)之后的下降速度快，這是因為進(jìn)程切換比線(xiàn)程切換更費時(shí)。
從圖（1）中還可以看出，使用單進(jìn)程多線(xiàn)程方式，合理的選擇線(xiàn)程數量往往可以得到比多進(jìn)程方式更好的性能。
問(wèn)題：CreateThread，_beginthread，_beginthreadex的區別
首先要澄清一個(gè)問(wèn)題，那就是CreateThread是Windows的API函數，而_beginthread和_beginthreadex則是CRT庫函數，查看這兩個(gè)CRT函數的代碼可以得知其實(shí)它們內部是調用的CreateThread（這很顯然嘛，CRT庫也是要運行在Windows上）。這兩個(gè)CRT函數與CreateThread有什么區別呢？區別在于這兩個(gè)CRT函數針對其它CRT庫函數，特別是那些涉及內存分配的CRT函數做了特殊的處理。直接在CreateThread API創(chuàng )建的線(xiàn)程中使用sprintf，malloc，strcat等涉及CRT存儲堆操作的CRT庫函數是很危險的，容易造成線(xiàn)程的意外中止。 在使用_beginthread和_beginthreadex創(chuàng )建的線(xiàn)程中可以安全的使用CRT函數，但是必須在線(xiàn)程結束的時(shí)候相應的調用_endthread和_endthreadex。雖然都是內部調用CreateThread API創(chuàng )建線(xiàn)程，但是這兩個(gè)函數還是有很大的區別。首先，_beginthreadex函數比_beginthread函數多了三個(gè)參數，使它看起來(lái)更像CreateThread而不是同胞兄弟_beginthread；其次，_beginthread要求線(xiàn)程函數是__cdecl調用約定，并且沒(méi)有返回值，而_beginthreadex則要求線(xiàn)程函數是__stdcall調用約定并且返回線(xiàn)程的退出碼；第三，與_beginthread成對調用的_endthread函數內部隱式的調用CloseHandle關(guān)閉了線(xiàn)程句柄，而與_beginthreadex成對使用的_endthreadex則沒(méi)有關(guān)閉線(xiàn)程的句柄，需要顯示的調用CloseHandle關(guān)閉線(xiàn)程句柄；最后，這兩個(gè)函數在執行成功時(shí)返回線(xiàn)程的句柄，可以通過(guò)這個(gè)句柄調用其它線(xiàn)程相關(guān)的API，比如SetThreadPriority，ResumeThread等等。但是執行失敗時(shí)返回值是不同的，_beginthread返回 -1 表示失敗，而_beginthreadex返回 0 表示失敗。
問(wèn)題：ExitThread和TerminateThread的區別
ExitThread通常用在線(xiàn)程函數的最后，通知操作系統線(xiàn)程結束了，并通過(guò)函數參數將線(xiàn)程結束代碼提交給系統，而TerminateThread則是強行中止一個(gè)運行中的線(xiàn)程，它更多的時(shí)候是在線(xiàn)程外被調用。TerminateThread是一個(gè)很“粗魯”的函數，它并不負責處理線(xiàn)程結束的“后事”，比如堆棧的還原和資源的釋放等等，很容易造成異常。通常，線(xiàn)程函數執行完線(xiàn)程就結束了，只有在極端的情況下才使用TerminateThread中止一個(gè)線(xiàn)程。
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