О процессах и потоках

  • Статья

Каждый процесс предоставляет ресурсы, необходимые для выполнения программы. Процесс имеет виртуальное адресное пространство, исполняемый код, открытые дескрипторы для системных объектов, контекст безопасности, уникальный идентификатор процесса, переменные среды, класс приоритета, минимальный и максимальный размер рабочего набора и по крайней мере один поток выполнения. Каждый процесс запускается с одного потока, часто называемого основным потоком, но может создавать дополнительные потоки из любого из его потоков.

Поток — это сущность в процессе, которую можно запланировать для выполнения. Все потоки процесса совместно используют его виртуальное адресное пространство и системные ресурсы. Кроме того, каждый поток поддерживает обработчики исключений, приоритет планирования, локальное хранилище потока, уникальный идентификатор потока и набор структур, которые система будет использовать для сохранения контекста потока до его планирования. Контекст потока включает набор регистров компьютера потока, стек ядра, блок среды потока и стек пользователя в адресном пространстве процесса потока. Потоки также могут иметь собственный контекст безопасности, который можно использовать для олицетворения клиентов.

Microsoft Windows поддерживает упреждающую многозадачность, что создает эффект одновременного выполнения нескольких потоков из нескольких процессов. На многопроцессорном компьютере система может одновременно выполнять столько потоков, сколько процессоров на компьютере.

Объект задания позволяет управлять группами процессов как единое целое. Объекты заданий — это именуемые, защищаемые, общие объекты, управляющие атрибутами связанных с ними процессов. Операции, выполняемые с объектом задания, влияют на все процессы, связанные с объектом задания.

Приложение может использовать пул потоков , чтобы уменьшить количество потоков приложения и обеспечить управление рабочими потоками. Приложения могут ставить рабочие элементы в очередь, связывать работу с дескрипторами ожидания, автоматически ставить в очередь по таймеру и выполнять привязку с помощью операций ввода-вывода.

Планирование в пользовательском режиме (UMS) — это упрощенный механизм, который приложения могут использовать для планирования собственных потоков. Приложение может переключаться между потоками UMS в пользовательском режиме без использования системного планировщика и восстановить контроль над процессором, если поток UMS блокируется в ядре. Каждый поток UMS имеет собственный контекст потока вместо совместного использования контекста потока одного потока. Возможность переключения между потоками в пользовательском режиме делает UMS более эффективным, чем пулы потоков для краткосрочных рабочих элементов, требующих нескольких системных вызовов.

Волокно — это единица выполнения, которая должна быть запланирована приложением вручную. Волокна выполняются в контексте потоков, которые планируют их. Каждый поток может запланировать несколько волокон. Как правило, волокна не предоставляют преимуществ по сравнению с хорошо спроектированными многопоточные приложения. Однако использование волокон может упростить перенос приложений, предназначенных для планирования собственных потоков.

Дополнительные сведения см. в следующих разделах: