13 Unterschied zwischen Prozess und Thread im Betriebssystem

Was ist Prozess?

Im Betriebssystem (OS) ist ein Prozess die Instanz eines Computerprogramms, die von einem oder mehreren Threads ausgeführt wird. Wenn wir beispielsweise ein Programm in C oder C++ schreiben und kompilieren, erzeugt der Compiler Binärcode. Der Originalcode und der Binärcode sind beides Programme, und wenn wir den Binärcode ausführen, wird er zu einem Prozess . Abhängig vom Betriebssystem kann ein Prozess aus mehreren Ausführungs-Threads bestehen, die gleichzeitig Befehle ausführen.

Kontexte oder Attribute eines Prozesses/ Kontext des Prozesses

• Prozess-ID : Eine eindeutige Kennung, die vom Betriebssystem (OS) zugewiesen wird.
• CPU-Scheduling-Informationen:  Zum Beispiel Priorität (verschiedene Prozesse können unterschiedliche Prioritäten haben, zum Beispiel kann einem kurzen Prozess eine niedrige Priorität bei der ersten Planung des kürzesten Jobs zugewiesen werden).
• Prozessstatus : Kann bereit sein, läuft usw.
• E/A-Statusinformationen: Zum Beispiel dem Prozess zugeordnete Geräte.
• CPU-Register : Wie der Programmzähler (CPU-Register müssen gesichert und wiederhergestellt werden, wenn ein Prozess in die CPU ein- und ausgelagert wird).
• Kontoinformationen

Der Prozessspeicher ist für effizientes Arbeiten in vier Abschnitte unterteilt. Die Abschnitte umfassen:

• Der Stack , der für lokale Variablen verwendet wird, wenn sie deklariert werden.
• Der Heap, der für die dynamische Speicherzuweisung verwendet wird und durch Aufrufe von new delete, malloc, free etc.
• Textabschnitt , der aus dem kompilierten Programmcode besteht, wird beim Programmstart aus dem nichtflüchtigen Speicher eingelesen.
• Der Datenabschnitt, der aus den globalen und statischen Variablen besteht, wird vor der Ausführung von main zugewiesen und initialisiert.

Was Sie über den Prozess wissen müssen

1. Der Prozess kann als Programm in Ausführung bezeichnet werden.
2. Prozesse benötigen mehr Zeit für den Kontextwechsel, da sie schwerer sind.
3. Prozesse besitzen ihren individuellen Programmzähler (PC), Stackspace und Registersatz.
4. Prozesse sind völlig unabhängig und laufen in einem anderen Speicherbereich als der Thread.
5. Alle verschiedenen Prozesse werden vom Betriebssystem separat behandelt.
6. Die einzelnen Prozesse sind unabhängig voneinander.
7. Prozesse benötigen mehr Zeit für die Beendigung.
8. Die Kommunikation, die zwischen den Prozessen stattfindet, benötigt einige Zeit.
9. Falls ein Prozess blockiert wird, setzen die verbleibenden Prozesse ihre Arbeit fort.
10. Prozesse benötigen mehr Ressourcen als Threads.
11. Prozesse benötigen mehr Zeit zum Erstellen.
12. Unterschiedliche Prozesse haben unterschiedliche Kopien von Code und Daten.
13. Prozesse erfordern keine Synchronisation.

Was ist Faden?

Ein Thread ist ein Ausführungsfluss durch den Prozesscode, mit seinem eigenen Programmzähler, der verfolgt, welcher Befehl als nächstes ausgeführt werden soll, Systemregistern, die seine aktuellen Arbeitsvariablen enthalten, und einem Stack, der die Ausführungshistorie enthält. Da Threads einige der Eigenschaften von Prozessen haben, werden sie manchmal als Lightweight-Prozesse bezeichnet.

Ein Betriebssystem (OS) mit Thread-Funktion, die Grundeinheit der CPU-Auslastung ist ein Thread. Ein Thread besteht aus einem Programmzähler (PC), einem Register und einem Stackspace. Threads sind nicht wie Prozesse unabhängig voneinander, daher teilen Threads mit anderen Threads ihren Codeabschnitt, Datenabschnitt, OS-Ressourcen, die auch als Task bezeichnet werden, wie z. B. offene Dateien und Signale. Threads können in zwei Typen unterteilt werden: Threads auf Benutzerebene (ULT) und Threads auf Kernelebene (KLT).

• User Level Thread (ULT) – sie sind in der User Level Library implementiert, sie werden nicht mit Systemaufrufen erstellt.
• Kernel Level Thread (KLT) – KLT ist eine Art von Thread, der die Threads kennt und verwaltet. Anstelle einer Thread-Tabelle in jedem Prozess hat der Kernel selbst eine Thread-Tabelle (eine Master-Tabelle), die alle Threads im System verfolgt. Es verwaltet auch die traditionelle Prozesstabelle, um den Überblick über die Prozesse zu behalten.

Was Sie über Threads wissen müssen

1. Thread ist Teil des Prozesses.
2. Threads benötigen weniger Zeit für den Kontextwechsel, da sie leichter als Prozesse sind.
3. Ein Thread teilt den Codeabschnitt, den Adressraum und den Datenabschnitt mit den anderen Threads.
4. Ein Thread läuft im gleichen Speicherbereich wie der Prozess, zu dem er gehört.
5. Alle Peer-Threads auf Benutzerebene werden vom Betriebssystem als einzelne Task behandelt.
6. Threads sind Teile eines Prozesses und daher abhängig.
7. Threads benötigen weniger Zeit zum Beenden.
8. Die Kommunikation zwischen Threads erfordert weniger Zeit als Prozesse.
9. Falls ein Thread auf Benutzerebene blockiert wird, werden auch die verbleibenden Threads eingeschränkt, da die Threads von einem Betriebssystem als eine einzelne Aufgabe betrachtet werden.
10. Threads benötigen im Vergleich zu Threads weniger Ressourcen.
11. Threads benötigen weniger Zeit zum Erstellen.
12. Die gemeinsame Nutzung derselben Code- und Datenkopie kann zwischen verschiedenen Threads möglich sein.
13. Threads erfordern eine Synchronisierung, um unerwartete Szenarien zu vermeiden.

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Prozess vs. Thread in Tabellenform

Was sind einige der Ähnlichkeiten zwischen Threads und Prozessen?

• Genau wie Prozesse teilen sich Threads die CPU und es ist jeweils nur ein Thread aktiv (läuft).
• Threads innerhalb eines Prozesses werden sequentiell ausgeführt, dies ist auch bei Prozessen der Fall.
• Wenn ein Thread blockiert ist, kann wie bei process ein anderer Thread ausgeführt werden.
• Threads können ebenso wie Prozesse untergeordnete Elemente erzeugen.

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