什么是多线程与多进程

第10章线程控制线程技术早在20世纪60年代就被提出，20世纪80年代中期多线程被应用到操作系统中。

目前，多线程技术已经被许多操作系统所支持，包括Windows NT/2000和Linux。

Linux是一个多用户、多任务的操作系统。

多用户是指多个用户可以在同一时间使用计算机系统；多任务是指Linux可以同时执行几个任务，它可以在还没有执行完一个任务时又执行另一项任务。

在操作系统设计上，从进程（Process）演化出线程（Thread），最主要的目的就是更好地支持多处理器，并且减小（进程/线程）上下文切换的开销。

线程是在共享内存空间中并发的多道执行路径，它们共享一个进程的资源。

在两个普通进程(非线程)间进行切换时，内核准备从一个进程的上下文切换到另一个进程的上下文要有很大的花费，包括保存老进程CPU状态，并加载新进程的保存状态，用新进程的内存映像替换老进程的内存映像。

10.1 Linux线程根据操作系统的定义，进程是系统资源管理的最小单位，线程是计算机中程序执行的最小单位，运行时占用的系统资源较少，一个进程可以拥有多个线程。

本节介绍Linux线程的一些基本概念，包括线程和进程的关系、线程的分类等。

10.1.1 线程和进程的关系线程和进程十分相似，不同的只是线程比进程小，每个线程所占用的CPU时间是由系统分配的，也可以认为线程是操作系统分配CPU时间的基本单位，进程可以同时使用多个CPU来执行各个线程，达到最大程度的并行，以提高效率。

一个进程至少需要一个线程作为它的指令执行体。

从用户的角度看多个线程是同时执行的，从操作系统的角度看各个线程是交替执行的。

系统不停地在各个线程之间切换，每个线程只有在系统分配的时间内才能获得CPU的控制权。

如果是在CPU多核的主机上，多个线程是可以同时运行的。

Linux是支持多线程的，在一个进程内生成多个线程。

一个进程可以拥有一个或多个线程。

线程和进程二者之间的关系有以下几点：1）线程采用了多个线程可共享资源的设计思想。

后端开发术语⼤全后端开发术语⼤全系统开发⾼内聚/低耦合⾼内聚指⼀个软件模块是由相关性很强的代码组成，只负责⼀项任务，也就是常说的单⼀责任原则。

模块的内聚反映模块内部联系的紧密程度。

模块之间联系越紧密，其耦合性就越强，模块的独⽴性则越差。

模块间耦合⾼低取决于模块间接⼝的复杂性、调⽤的⽅式及传递的信息。

⼀个完整的系统，模块与模块之间，尽可能的使其独⽴存在。

通常程序结构中各模块的内聚程度越⾼，模块间的耦合程度就越低。

过度设计过度设计就是进⾏了过多的⾯向未来的设计或者说把相对简单的事情想复杂了，过度追求模块化、可扩展性、设计模式等，为系统增加了不必要的复杂度。

过早优化过早指的不是在开发过程的早期，⽽是在还没弄清楚需求未来的变化的⾛向的时候。

你的优化不仅可能导致你⽆法很好地实现新的需求，⽽且你对优化的预期的猜测有可能还是错的，导致实际上你除了把代码变复杂以外什么都没得到。

正确的⽅法是，先有质量地实现你的需求，写够testcase，然后做profile去找到性能的瓶颈，这个时候才做优化。

重构 (Refactoring)重构（Refactoring）就是通过调整程序代码改善软件的质量、性能，使其程序的设计模式和架构更趋合理，提⾼软件的扩展性和维护性。

破窗效应⼜称破窗理论，破窗效应（Broken windows theory）是犯罪学的⼀个理论。

此理论认为环境中的不良现象如果被放任存在，会诱使⼈们仿效，甚⾄变本加厉。

⼀幢有少许破窗的建筑为例，如果那些窗不被修理好，可能将会有破坏者破坏更多的窗户。

最终他们甚⾄会闯⼊建筑内，如果发现⽆⼈居住，也许就在那⾥定居或者纵⽕。

应⽤在软件⼯程上就是，⼀定不能让系统代码或者架构设计的隐患有冒头的机会，否则随着时间的推移，隐患会越来越重。

反之，⼀个本⾝优质的系统，会让⼈不由⾃主的写出优质的代码。

互不信任原则指在程序运⾏上下游的整个链路中，每个点都是不能保证绝对可靠的，任何⼀个点都可能随时发⽣故障或者不可预知的⾏为，包括机器⽹络、服务本⾝、依赖环境、输⼊和请求等，因此要处处设防。

cpu线程数是什么作用CPU进程与线程的关系和区别?cpu线程数是什么作用?中央处理器(CPU，英语：Central Processing Unit)，是电子计算机的主要设备之一，电脑中的核心配件。

下面是店铺给大家整理的一些相关信息，希望对大家有帮助!cpu线程数是什么作用进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位。

进程和线程的关系：(1)一个线程只能属于一个进程，而一个进程可以有多个线程，但至少有一个线程。

(2)资源分配给进程，同一进程的所有线程共享该进程的所有资源。

(3)处理机分给线程，即真正在处理机上运行的是线程。

(4)线程在执行过程中，需要协作同步。

不同进程的线程间要利用消息通信的办法实现同步。

进程与线程的区别:(1)调度：线程作为调度和分配的基本单位，进程作为拥有资源的基本单位(2)并发性：不仅进程之间可以并发执行，同一个进程的多个线程之间也可并发执行(3)拥有资源：进程是拥有资源的一个独立单位，线程不拥有系统资源，但可以访问隶属于进程的资源.(4) 系统开销：在创建或撤消进程时，由于系统都要为之分配和回收资源，导致系统的开销明显大于创建或撤消线程时的开销。

但是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，一个进程死掉就等于所有的线程死掉，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，效率要差一些结论：(1)线程是进程的一部分(2)CPU调度的是线程(3)系统为进程分配资源，不对线程分配资源相关拓展：CPU中同步多线程是什么同步多线程(SMT)是一种在一个CPU 的时钟周期内能够执行来自多个线程的指令的硬件多线程技术。

第1篇一、基础知识1. 请简要介绍网络安全的基本概念和重要性。

2. 网络安全的主要威胁有哪些？3. 请列举几种常见的网络攻击手段。

4. 什么是漏洞？漏洞的成因和危害有哪些？5. 简述防火墙的作用和分类。

6. 请简要介绍加密技术的基本原理和应用场景。

7. 什么是数字签名？数字签名的作用是什么？8. 什么是认证和授权？它们在网络安全中的意义是什么？9. 简述入侵检测系统的基本原理和功能。

10. 什么是安全审计？安全审计的作用是什么？二、实践技能1. 请简要介绍渗透测试的基本流程和常用工具。

2. 如何防范SQL注入攻击？3. 如何防范XSS攻击？4. 如何防范CSRF攻击？5. 如何防范DOS攻击？6. 请简要介绍DDoS攻击的原理和防范措施。

7. 如何防范病毒和恶意软件？8. 如何对Web应用程序进行安全测试？9. 如何对无线网络进行安全测试？10. 如何对数据库进行安全测试？三、案例分析1. 请结合实际案例，分析一次典型的网络攻击事件。

2. 请结合实际案例，分析一次典型的数据泄露事件。

3. 请结合实际案例，分析一次典型的网络安全事故。

4. 请结合实际案例，分析一次典型的网络诈骗事件。

5. 请结合实际案例，分析一次典型的网络间谍活动。

四、综合能力1. 网络安全发展趋势分析。

2. 如何提高网络安全意识？3. 如何加强网络安全管理？4. 如何应对网络安全人才短缺问题？5. 如何在网络安全领域进行技术创新？五、编程与工具1. 请使用Python编写一个简单的加密程序。

2. 请使用Python编写一个简单的网络扫描程序。

3. 请使用Python编写一个简单的入侵检测程序。

4. 请使用Python编写一个简单的漏洞扫描程序。

5. 请使用Python编写一个简单的安全审计程序。

六、英语能力1. 请用英语简要介绍网络安全的基本概念。

2. 请用英语简要介绍防火墙的作用和分类。

3. 请用英语简要介绍加密技术的基本原理和应用场景。

现代操作系统第四版第二章答案现代操作系统第二章进程与线程习题1. 图2-2中给出了三个进程状态，在理论上，三个状态可以有六种转换，每个状态两个。

但是，图中只给出了四种转换。

有没有可能发生其他两种转换中的一个或两个A:从阻塞到运行的转换是可以想象的。

假设某个进程在I/O上阻塞，而且I/O结束，如果此时CPU空闲，该进程就可以从阻塞态直接转到运行态。

而另外一种转换（从阻塞态到就绪态）是不可能的。

一个就绪进程是不可能做任何会产生阻塞的I/O或者别的什么事情。

只有运行的进程才能被阻塞。

2.假设要设计一种先进的计算机体系结构，它使用硬件而不是中断来完成进程切换。

CPU需要哪些信息请描述用硬件完成进程切换的工作过程。

A:应该有一个寄存器包含当前进程表项的指针。

当I/O结束时，CPU将把当前的机器状态存入到当前进程表项中。

然后，将转到中断设备的中断向量，读取另一个过程表项的指针（服务例程），然后，就可以启动这个进程了。

3.当代计算机中，为什么中断处理程序至少有一部分是用汇编语言编写的A：通常，高级语言不允许访问CPU硬件，而这种访问是必需的。

例如，中断处理程序可能需要禁用和启用某个特定设备的中断服务，或者处理进程堆栈区的数据。

另外，中断服务例程需要尽快地执行。

（补充）主要是出于效率方面的考量。

中断处理程序需要在尽量短的时间内完成所需的必要处理，尽量减少对线程/程序流造成的影响，因此大部分情况下用汇编直接编写，跳过了通用编译过程中冗余的适配部分。

4.中断或系统调用把控制转给操作系统时，为什么通常会用到与被中断进程的栈分离的内核栈A：内核使用单独的堆栈有若干的原因。

其中两个原因如下：首先，不希望操作系统崩溃，由于某些用户程序不允许足够的堆栈空间。

第二，如果内核将数据保留在用户空间，然后从系统调用返回，那么恶意的用户可能使用这些数据找出某些关于其它进程的信息。

5.一个计算机系统的内存有足够的空间容纳5个程序。

这些程序有一半的时间处于等待I/O的空闲状态。

进程与线程上篇进程在操作系统中是最基本、最重要的概念。

在概念上看，进程主要有两点：第一，进程是一个实体。

每一个进程都有它自己的地址空间，一般情况下，包括文本区域、数据区域和堆栈。

文本区域存储处理器执行的代码；数据区域存储变量和进程执行期间使用的动态分配的内存；堆栈区域存储着活动过程调用的指令和本地变量。

第二，进程是一个“执行中的程序”。

程序是一个没有生命的实体，只有处理器赋予程序生命时，它才能成为一个活动的实体，我们称其为进程。

进程是在多道程序系统出现后，为了刻画系统内部的动态状况、描述运行程序的活动规律而引起的新概念，所有多道程序设计操作系统都建立在进程的基础之上。

在操作系统中引入进程可以刻画系统的动态性、发挥系统的并发性，而且可以解决共享性，正确的描述程序执行状态。

在特征上看，进程的特征主要有结构性、共享性、动态性、并发性、独立性与制约性。

进程包含数据集合和运行于其上的程序，它至少由程序块、数据块和进程控制块等要素组成，因此具有结构性。

动态性是指：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。

而并发性是指：任何进程都可以同其他进程一起并发执行。

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，因此具有独立性。

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，所以进程是具有制约性的。

按照进程在执行过程中的不同情况至少要定义三种进程状态：首先是运行态，运行态是指进程占用处理器的状态。

其次是就绪态，进程具备运行条件，等待系统分配处理器以便其运行状态，最后是等待态又称阻塞态或睡眠态，是指进程不具备运行条件，正在等待某个事件完成的状态。

在我们的计算机的操作系统中存在很多进程，而这些进程可以在任务管理器中查看。

如下图。

在我们的计算机中的浏览器、QQ等应用程序的使用都可以称作一个进程，而且配置鼠标的应用程序也属于进程。

操作系统并发的名词解释操作系统是计算机的核心软件之一，负责管理和协调计算机硬件和软件资源。

在多任务环境下，操作系统必须处理并发的任务，以提高计算机的效率和性能。

并发是指在同一时间间隔内，多个事件、任务或进程同时执行的能力。

在操作系统中，有一些与并发相关的重要概念和术语，本文将对其进行解释。

1. 进程（Process）进程是计算机中运行的程序的实例。

每个进程都有自己的内存空间和资源，可以独立运行，并且可以与其他进程进行通信。

操作系统通过分配时间片来实现多个进程的并发执行，每个进程占用一定的CPU时间，然后切换到下一个进程。

2. 线程（Thread）线程是进程中的一个执行单元。

一个进程可以包含多个线程，它们共享进程的资源，如内存空间和打开的文件。

线程可以独立执行，通过操作系统的调度机制来实现并发。

多线程的好处在于可以更有效地利用计算机的CPU资源，提高程序的响应速度。

3. 上下文切换（Context Switching）上下文切换是指操作系统从一个正在执行的进程或线程切换到另一个进程或线程的过程。

在切换过程中，操作系统需要保存当前进程或线程的上下文信息，并加载需要执行的进程或线程的上下文信息。

上下文切换是实现并发的基本机制，但它也带来了一定的开销，因为保存和加载上下文信息需要时间和计算资源。

4. 同步（Synchronization）同步是多个进程或线程之间协调和共享资源的一种机制。

在并发环境中，多个进程或线程可能同时访问和修改共享资源，而没有适当的同步机制可能导致数据不一致和竞态条件等问题。

常见的同步机制包括互斥锁、信号量和条件变量等，它们可以确保临界区的互斥访问和协调进程或线程之间的顺序。

5. 互斥锁（Mutex）互斥锁是一种常用的同步机制，用于防止多个线程同时访问共享资源。

当一个线程获取了互斥锁后，其他线程必须等待锁的释放才能访问该资源。

互斥锁保证了对共享资源的互斥访问，防止了数据竞争和不一致性。

python多进程总结概述由于python中全局解释器锁（GIL）的存在，所以python多线程并不能有效利⽤CPU多核的性能（相当于单核并发）实现多线程多核并⾏，所以在对CPU密集型的程序时处理效率较低，反⽽对IO密集型的才有效率的⼤幅度提⾼。

如果想要充分地使⽤多核CPU的资源，需要使⽤多进程，python中提供multiprocessing实现。

CPU密集型：主要特点是需要进⾏⼤量的计算，消耗CPU资源，⽐如计算圆周率、对视频进⾏⾼清解码等等，全靠CPU的运算能⼒。

这种计算密集型任务虽然也可以⽤多任务完成，但是任务越多，花在任务切换的时间就越多，CPU执⾏任务的效率就越低，所以，要最⾼效地利⽤CPU，计算密集型任务同时进⾏的数量应当等于CPU的核⼼数。

IO密集型：主要涉及到⽹络、磁盘IO的任务都是IO密集型任务，这类任务的特点是CPU消耗很少，任务的⼤部分时间都在等待IO操作完成（因为IO的速度远远低于CPU和内存的速度）。

对于IO密集型任务，任务越多，CPU效率越⾼，但也有⼀个限度。

常见的⼤部分任务都是IO密集型任务，⽐如Web应⽤。

所以python在多线程处理CPU密集型程序时可以选择多进程实现，有效的利⽤多核提升效率；⽽IO密集型的由于99%的时间都花在IO上，花在CPU上的时间很少，所以多线程也能提⾼很⼤效率Process对象multiprocessing.Process类类似于threading.Thread，涉及参数以及属性⽅法如下multiprocessing.Process(group=None, target=None, name=None, args=(), kwargs={}, *, daemon=None)参数group 应该始终是 None，它仅⽤于兼容 threading.Threadtarget 是由 run() ⽅法调⽤的可调⽤对象，它默认为 None ，意味着什么都没有被调⽤name 是进程名称args 是⽬标调⽤的参数元组kwargs 是⽬标调⽤的关键字参数字典daemon 表是否为守护进程，为 True 或 False⽅法run() 表⽰进程活动的⽅法。

进程与线程的定义、关系及区别进程与线程的定义、关系及区别⼀、进程的定义进程：指在系统中能独⽴运⾏并作为资源分配的基本单位，它是由⼀组机器指令、数据和堆栈等组成的，是⼀个能独⽴运⾏的活动实体。

进程⼀般有三个状态：就绪状态、执⾏状态和等待状态【或称阻塞状态】；进程只能由⽗进程建⽴，系统中所有的进程形成⼀种进程树的层次体系；挂起命令可由进程⾃⼰和其他进程发出，但是解除挂起命令只能由其他进程发出。

进程控制块（PCB）：PCB不但可以记录进程的属性信息，以便对进程进⾏控制和管理，⽽且PCB标志着进程的存在，操作系统根据系统中是否有该进程的进程控制块PCB⽽知道该进程存在与否。

系统建⽴进程的同时就建⽴该进程的PCB，在撤销⼀个进程时，也就撤销其PCB，故进程的PCB对进程来说是它存在的具体的物理标志和体现。

⼀般PCB包括以下三类信息：进程标识信息；处理器状态信息；进程控制信息。

由程序段、相关的数据段和PCB三部分构成了进程实体（⼜称进程印像），⼀般，我们把进程实体就简称为进程。

进程的特征：1.动态性：进程的实质是程序的⼀次执⾏过程，进程是动态产⽣，动态消亡的。

2.并发性：任何进程都可以同其他进程⼀起并发执⾏。

3.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。

4.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。

⼆、线程的定义线程：线程是进程中的⼀个实体，作为系统调度和分派的基本单位。

线程的性质：1.线程是进程内的⼀个相对独⽴的可执⾏的单元。

若把进程称为任务的话，那么线程则是应⽤中的⼀个⼦任务的执⾏。

2.由于线程是被调度的基本单元，⽽进程不是调度单元。

所以，每个进程在创建时，⾄少需要同时为该进程创建⼀个线程。

即进程中⾄少要有⼀个或⼀个以上的线程，否则该进程⽆法被调度执⾏。

3.进程是被分给并拥有资源的基本单元。

同⼀进程内的多个线程共享该进程的资源，但线程并不拥有资源，只是使⽤他们。