一篇文字讓你明白程式與執行緒的關係

前言：

看到一個好的文章，感覺講的不錯分享一下

本章主要介紹程式與執行緒的區別與聯絡相關知識點，也是我們面試過程中，經常會問到的了一個問題。希望通過這篇文章，能讓大家理解相關知識點~

涉及面試題：

• 1.程式與執行緒之間有什麼區別？
• 2.程式、執行緒都各有什麼特點？
• 3.程式之間的是怎麼進行互動的呢？
• 4.什麼是緩衝區溢位？
• 5.程式之間如何進行互動？
• 6.執行緒之間如何進行互動？

1. 小栗子：

我們生活中有許許多多關於程式與執行緒的小栗子，比如：1.我們使用開啟一個微信軟體，這個時候就開啟了一個程式， 當我們在微信裡面進行各種操作（檢視朋友圈，掃一掃...），這麼多的操作就是執行緒。 所以我們可以說“程式”是包含“執行緒”的，“執行緒”是“程式”的一個子集。

來源百度百科：

程式（Process） 是計算機中的程式關於某資料集合上的一次執行活動，是系統進行資源分配和排程的基本單位，是作業系統結構的基礎。 在當代面向執行緒設計的計算機結構中，程式是執行緒的容器。程式是指令、資料及其組織形式的描述，程式是程式的實體。是計算機中的程式關於某資料集合上的一次執行活動，是系統進行資源分配和排程的基本單位，是作業系統結構的基礎。程式是指令、資料及其組織形式的描述，程式是程式的實體。

執行緒（thread） 是作業系統能夠進行運算排程的最小單位。它被包含在程式之中，是程式中的實際運作單位。一條執行緒指的是程式中一個單一順序的控制流，一個程式中可以併發多個執行緒，每條執行緒並行執行不同的任務。

我們簡單總結下：

程式：指在系統中正在執行的一個應用程式；程式一旦執行就是程式；程式——資源分配的最小單位。

執行緒：系統分配處理器時間資源的基本單元，或者說程式之內獨立執行的一個單元執行流。執行緒——程式執行的最小單位。

2. 深入理解：

 

2.1 程式(執行緒+記憶體+檔案/網路控制程式碼)

我們通過上面的圖片進行進一步理解

“記憶體”：
我們通常所理解的記憶體是我們所見到的(2G/4G/8G/16G)實體記憶體,它為什麼會在程式之中呢？
實際上，這裡的記憶體是邏輯記憶體。指的是記憶體的定址空間。每個程式的記憶體是相互獨立的。
否則的話會出現一個問題：我們把指標的值改一改就指向其他程式的記憶體了，通過這樣我們豈不是就可以看到其他程式中"微信"或者是"網上銀行"的資訊，
這樣的話，那我們的微信聊天記錄或者是銀行賬戶的資訊就都被別人找到了，這是一個很危險的訊號！顯然這樣是不可能的。

“檔案/網路控制程式碼”：
它們是所有的程式所共有的，例如開啟同一個檔案，去搶同一個網路的埠這樣的操作是被允許的。

“執行緒”：
接下來，我們就要介紹一下我們的“執行緒”有關知識

 

2.2 執行緒(棧+PC+TLS)

2.2.1 棧:

我們通常都是說呼叫堆疊，其實這裡的堆是沒有含義的，呼叫堆疊就是呼叫棧的意思。
那麼我們的棧裡面有什麼呢？
我們從主執行緒的入口main函式，會不斷的進行函式呼叫，
每次呼叫的時候，會把所有的引數和返回地址壓入到棧中。

2.2.2 PC：

Program Counter 程式計數器，作業系統真正執行的是一個個的執行緒，
而我們的程式只是它的一個容器。PC就是指向當前的指令，而這個指令是放在記憶體中。
每個執行緒都有一串自己的指標，去指向自己當前所在記憶體的指標。
計算機絕大部分是儲存程式性的，說的就是我們的資料和程式是儲存在同一片記憶體裡的
這個記憶體中既有我們的資料變數又有我們的程式。所以我們的PC指標就是指向我們的記憶體的

2.2.2.1 緩衝區溢位

例如我們經常聽到一個漏洞：緩衝區溢位
這是什麼意思呢？
例如：我們有個地方要輸入使用者名稱，本來是用來存資料的地方。
然後黑客把資料輸入的特別長。這個長度超出了我們給資料儲存的記憶體區，這時候跑到了
我們給程式分配的一部分記憶體中。黑客就可以通過這種辦法將他所要執行的程式碼
寫入到使用者名稱框中，來植入進來。我們的解決方法就是，用使用者名稱的長度來限制不要超過
使用者名稱的緩衝區的大小來解決。

2.3 TLS:

全稱：thread local storage
之前我們看到每個程式都有自己獨立的記憶體，這時候我們想，我們的執行緒有沒有一塊獨立的記憶體呢?答案是有的，就是TLS。
可以用來儲存我們執行緒所獨有的資料。
可以看到：執行緒才是我們作業系統所真正去執行的，而程式呢，則是像容器一樣他把需要的一些東西放在了一起，而把不需要的東西做了一層隔離，進行隔離開來。

3. 程式之間的是怎麼進行互動的呢？

通過TCP/IP的埠來實現

4. 執行緒之間又是怎樣進行互動？

執行緒的通訊就比較簡單，有一大塊共享的記憶體，只要大家的指標是同一個就可以看到各自的記憶體。

5.小結：

1.程式要分配一大部分的記憶體，而執行緒只需要分配一部分棧就可以了.
2.一個程式至少有一個程式,一個程式至少有一個執行緒.
3.程式是資源分配的最小單位，執行緒是程式執行的最小單位。
4.一個執行緒可以建立和撤銷另一個執行緒，同一個程式中的多個執行緒之間可以併發執行