Dalším důležitým bodem, který odlišuje proces a vlákno, je to, že procesy jsou navzájem izolovány, zatímco vlákna navzájem sdílejí paměť nebo zdroje.
Srovnávací graf
| Základ pro srovnání | Proces | Vlákno |
|---|---|---|
| Základní | Program při realizaci. | Lehký proces nebo jeho část. |
| Sdílení paměti | Úplně izolovaná a nesdílená paměť. | Vzájemně sdílí paměť. |
| Spotřeba zdrojů | Více | Méně |
| Účinnost | Méně efektivní ve srovnání s procesem v kontextu komunikace. | Zvyšuje efektivitu v kontextu komunikace. |
| Čas potřebný k vytvoření | Více | Méně |
| Doba přepínání kontextu | Trvá více času. | Spotřebovává méně času. |
| Nejisté ukončení | Výsledkem je ztráta procesu. | Vlákno může být regenerováno. |
| Doba potřebná k ukončení | Více | Méně |
Definice procesu
Proces je provádění programu a provádí příslušné akce specifikované v programu, nebo je to prováděcí jednotka, kde program běží. Operační systém vytvoří, naplánuje a ukončí procesy pro použití CPU. Ostatní procesy vytvořené hlavním procesem jsou označovány jako podřízený proces.
Procesní operace jsou řízeny pomocí PCB (Process Control Block), což lze považovat za mozek procesu, který obsahuje všechny klíčové informace týkající se procesu, jako je proces ID, priorita, stav, PWS a obsah registru CPU .
PCB je také datová struktura založená na jádře, která využívá tři druhy funkcí, kterými jsou plánování, dispečink a ukládání kontextu.
- Plánování - Jedná se o způsob výběru posloupnosti procesu jednoduchými slovy, který vybere proces, který musí být proveden nejprve v CPU.
- Odeslání - Nastaví prostředí pro proces, který má být proveden.
- Context save - Tato funkce ukládá informace týkající se procesu, kdy je obnoven nebo blokován.
Existují určité stavy zahrnuté do životního cyklu procesu, jako jsou připravené, spuštěné, blokované a ukončené. Procesní stavy se používají pro udržení sledu aktivity procesu v okamžiku.
Z pohledu programátora jsou procesy prostředkem k dosažení souběžného provádění programu. Hlavní proces souběžného programu vytvoří proces dítěte. Hlavní proces a proces dítěte musí komunikovat s každým, aby bylo dosaženo společného cíle.
Operace prokládání procesů zvyšují výpočetní rychlost, když se i / o operace v jednom procesu překrývá s výpočetní aktivitou v jiném procesu.
Vlastnosti procesu:
- Vytvoření každého procesu zahrnuje systémová volání pro každý proces zvlášť.
- Proces je izolovaná exekuční entita a nesdílí data a informace.
- Procesy využívají mechanismus komunikace IPC (Inter-process communication), který výrazně zvyšuje počet systémových volání.
- Procesní řízení spotřebovává více systémových volání.
- Každý proces má vlastní zásobník a paměť haldy, instrukce, data a mapu paměti.
Definice vlákna
Vlákno je provádění programu, které používá procesní zdroje pro splnění úlohy. Všechny podprocesy v rámci jednoho programu jsou logicky obsaženy v procesu. Jádro přidělí každému vláknu zásobník a řídicí blok podprocesů (TCB). Operační systém ukládá v okamžiku přepínání mezi podprocesy stejného procesu pouze ukazatel zásobníku a stav procesoru.
Vlákna jsou implementována třemi různými způsoby; jedná se o podprocesy na úrovni jádra, podprocesy na uživatelské úrovni, hybridní vlákna. Vlákna mohou mít tři stavy spuštěné, připravené a blokované; zahrnuje pouze výpočetní stav, nikoli přidělení zdrojů a komunikační stav, který snižuje režii přepínání. Zvyšuje souběžnost (paralelnost), proto se také zvyšuje rychlost.
Multithreading také přichází s potížemi, Více vláken nevytváří složitost, ale interakce mezi nimi dělá.
Při aktivním více podprocesů musí mít podproces vlastnost priority. Čas, který získá pro provedení odpovídající jiným aktivním vláknům ve stejném procesu, je určen prioritou podprocesu.
Vlastnosti vlákna:
- Pouze jedno systémové volání může vytvořit více než jedno vlákno (lehký proces).
- Vlákna sdílejí data a informace.
- Vlákna sdílejí instrukce, globální a haldy, ale mají svůj vlastní stack a registry.
- Správa podprocesů nevyžaduje žádné nebo méně systémových volání, protože komunikace mezi podprocesy lze dosáhnout pomocí sdílené paměti.
- Vlastnost izolace procesu zvyšuje jeho režii z hlediska spotřeby zdrojů.
Klíčové rozdíly mezi procesem a vláknem
- Všechny podprocesy programu jsou logicky obsaženy v procesu.
- Proces je těžký, ale vlákno je lehké.
- Program je izolovaná prováděcí jednotka, zatímco podproces není izolovaný a sdílí paměť.
- Vlákno nemůže mít individuální existenci; je připojen k procesu. Na druhou stranu, proces může existovat individuálně.
- V době vypršení podprocesu může být jeho přidružený zásobník obnoven, protože každý podproces má svůj vlastní zásobník. Naproti tomu, pokud proces umírá, všechny nitě umírají včetně procesu.
Závěr
Procesy jsou využívány k dosažení realizace programů souběžným a sekvenčním způsobem. Zatímco vlákno je prováděcí jednotka programu, která používá prostředí procesu, když mnoho podprocesů používá prostředí stejného procesu, které potřebuje ke sdílení svého kódu, dat a zdrojů. Operační systém tuto skutečnost používá ke snížení režie a zlepšení výpočtu.
