进程与线程详解：动态特性、状态转换与并发与并行区别

本文档主要介绍了进程和线程的相关知识点，首先强调了进程和程序的区别。进程是一个动态的概念，它是静态程序对特定数据集的运行实例，具有动态性、并发性、独立运行性、异步性和结构化特性。在多道程序环境下，进程是操作系统的核心概念，操作系统的所有功能如资源分配和并发控制都基于进程。 进程的五大特点包括： 1. 动态性：进程是运行过程中的实体，随程序的执行而产生和消失，具有生命周期。 2. 并发性：在同一时间段内，多个进程可以同时处于运行、就绪或等待状态，共享资源。 3. 独立运行性：每个进程都有自己的内存空间和独立的执行路径，不受其他进程影响。 4. 异步性：进程之间的通信和事件处理通常是异步的，不依赖于其他进程的完成。 5. 结构化特性：进程由进程控制块（PCB）、程序段和数据段组成，PCB是操作系统管理进程的关键组件。 进程的状态主要有三种基本形式： - 就绪态：进程已准备好运行，但尚未获得CPU资源。 - 执行态：进程正在CPU上执行，拥有所需的资源。 - 阻塞态：进程暂时不能运行，可能由于等待I/O操作完成或等待资源分配。 进程状态的转换通常由操作系统进行，例如从运行态到就绪态可能是由于时间片用完，或者根据优先级调度规则进行切换。状态转换是单向的，除非是执行态主动转到阻塞态。 文章还区分了并发和并行的概念： - 并发：在一个CPU上同时处理多个任务，虽然看起来是同时，但实际上是通过CPU在任务之间切换来实现的，如多任务处理。 - 并行：指多个任务在多个CPU上同时执行，每个CPU独立处理一个任务，是真正的同时执行。 通过打比方，我们可以形象地理解并发：比如一个人同时照顾两个孩子，尽管看似同时，但实际上是轮流进行。而并行则像是两个朋友各自照顾一个孩子，没有切换，两个活动同时进行。 这篇文档深入浅出地讲解了进程和线程的基础知识，包括它们的定义、特性、状态转换以及并发和并行的区别，有助于理解和掌握操作系统中的核心概念。