TechCodeview

'Razlika med procesom in nitjo' je eno izmed pogosto zastavljenih vprašanj na tehničnih razgovorih. Oba procesa in niti so med seboj povezani in zelo podobni, zato povzročajo zmedo pri razumevanju razlik med obema. Proces in nit sta neodvisno zaporedje izvajanja, vendar se oba razlikujeta na način, da se procesi izvajajo v različnih pomnilniških prostorih, medtem ko se niti istega procesa izvajajo v skupnem pomnilniškem prostoru.

V tej temi bomo razumeli kratek uvod v procese in niti ter kakšne so druge razlike med njimi.

Kaj je proces?

Proces je primerek programa, ki se izvaja. Ko izvajamo program, se ta ne izvaja neposredno. Sledenje vsem korakom, potrebnim za izvedbo programa, traja nekaj časa, sledenje tem izvedbenim korakom pa je znano kot proces.

Proces lahko ustvari druge procese za izvajanje več nalog hkrati; ustvarjeni procesi so znani kot klon ali podrejeni proces , glavni postopek pa je znan kot nadrejeni proces . Vsak proces ima svoj pomnilniški prostor in si ga ne deli z drugimi procesi. Znana je kot aktivna entiteta. Tipičen postopek ostane v spominu v spodnji obliki.

Proces v OS lahko ostane v katerem koli od naslednjih stanj:

NOVO: Ustvarja se nov proces.PRIPRAVLJEN: Proces je pripravljen in čaka na dodelitev procesorju.TEKA: Program se izvaja.ČAKANJE: Čakanje, da se zgodi ali pojavi nek dogodek.KONČANO: Izvedba končana.

Kako delujejo procesi?

Ko začnemo izvajati program, ga procesor začne obdelovati. Zahteva naslednje korake:

• Najprej se program po prevodu naloži v pomnilnik računalnika v binarni kodi.
• Program za delovanje potrebuje pomnilnik in druge vire OS. Sredstva, kot so registri, programski števec in sklad, te vire zagotavlja OS.
• Register ima lahko navodilo, naslov za shranjevanje ali druge podatke, ki jih zahteva postopek.
• Programski števec spremlja zaporedje programa.
• Sklad vsebuje informacije o aktivnih podprogramih računalniškega programa.
• Program ima lahko različne primerke in vsak primerek programa, ki se izvaja, je znan kot posamezni proces.

Značilnosti procesa

• Vsakič, ko ustvarimo proces, moramo za vsak proces narediti ločen sistemski klic v OS. The vilice () ustvari postopek.
• Vsak proces obstaja znotraj svojega naslova ali pomnilniškega prostora.
• Vsak proces je neodvisen in ga OS obravnava kot izoliran proces.
• Procesi potrebujejo IPC (Inter-process Communication), da lahko komunicirajo med seboj.
• Ustrezna sinhronizacija med procesi ni potrebna.

Kaj je nit?

Nit je podmnožica procesa in je znana tudi kot lahki proces. Proces ima lahko več kot eno nit in te niti neodvisno upravlja razporejevalnik. Vse niti znotraj enega procesa so med seboj povezane. Niti imajo nekaj skupnih informacij, kot npr segment podatkov, segment kode, datoteke itd., ki je v skupni rabi z enakovrednimi niti. Vsebuje pa lastne registre, sklad in števec.

Kako deluje nit?

Kot smo razpravljali, je nit podproces ali izvršilna enota znotraj procesa. Proces lahko vsebuje eno nit do več niti. Nit deluje na naslednji način:

• Ko se proces zažene, mu OS dodeli pomnilnik in vire. Vsaka nit znotraj procesa si deli pomnilnik in vire samo tega procesa.
• Niti se uporabljajo predvsem za izboljšanje obdelave aplikacije. V resnici se naenkrat izvaja le ena nit, vendar zaradi hitrega preklapljanja konteksta med nitmi daje iluzijo, da niti tečejo vzporedno.
• Če se v procesu izvaja ena nit, je znana kot enoniten In če se hkrati izvaja več niti, je to znano kot večnitnost.

Vrste niti

Obstajata dve vrsti niti, ki sta:

1. Nit na ravni uporabnika

Kot že ime pove, niti na uporabniški ravni upravljajo samo uporabniki, jedro pa nima svojih informacij.

Ti so hitrejši, preprosti za ustvarjanje in upravljanje.

Jedro sprejme vse te niti kot en sam proces in jih obravnava samo kot en sam proces.

Niti na ravni uporabnika izvajajo knjižnice na ravni uporabnika in ne sistemski klici.

2. Nit na ravni jedra

Niti na ravni jedra upravlja operacijski sistem, upravlja pa jih njegovo jedro. Te niti so počasnejše od niti na uporabniški ravni, ker informacije o kontekstu upravlja jedro. Za ustvarjanje in implementacijo niti na ravni jedra moramo opraviti sistemski klic.

Značilnosti niti

• Niti si delijo podatke, pomnilnik, vire, datoteke itd. s svojimi enakovrednimi nitmi znotraj procesa.
• En sistemski klic lahko ustvari več kot eno nit.
• Vsaka nit ima svoj sklad in register.
• Niti lahko neposredno komunicirajo med seboj, saj si delijo isti naslovni prostor.
• Niti morajo biti sinhronizirane, da se izognete nepričakovanim scenarijem.

Ključne razlike med procesom in nitjo

• Proces je neodvisen in ni vključen v drug proces, medtem ko so vse niti logično vsebovane v procesu.
• Procesi so močno uteženi, medtem ko so niti lahke.
• Proces lahko obstaja posamično, saj vsebuje lasten pomnilnik in druge vire, medtem ko nit ne more imeti svojega individualnega obstoja.
• Ustrezna sinhronizacija med procesi ni potrebna. V nasprotju s tem je treba niti sinhronizirati, da se izognete nepričakovanim scenarijem.
• Procesi lahko komunicirajo med seboj samo z medprocesno komunikacijo; nasprotno pa lahko niti neposredno komunicirajo med seboj, saj si delijo isti naslovni prostor.

Tabela razlik med procesom in nitjo