Linux下进程线程，Nignx与php－fpm的进程线程方式

1.进程与线程区别

进程是程序执行时的一个实例，即它是程序已经执行到课中程度的数据结构的汇集。从内核的观点看，进程的目的就是担当分配系统资源（CPU时间、内存等）的基本单位。

线程是进程的一个执行流，是CPU调度和分派的基本单位，它是比进程更小的能独立运行的基本单位。一个进程由几个线程组成（拥有很多相对独立的执行流的用户程序共享应用程序的大部分数据结构），线程与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。

"进程——资源分配的最小单位，线程——程序执行的最小单位"

进程有独立的地址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其它进程产生影响，而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量，但线程没有单独的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以多进程的程序要比多线程的程序健壮，但在进程切换时，耗费资源较大，效率要差一些。但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程，不能用进程。

总的来说就是：进程有独立的地址空间，线程没有单独的地址空间（同一进程内的线程共享进程的地址空间）。（下面的内容摘自Linux下的多线程编程）

2.使用多线程理由

使用多线程的理由之一是和进程相比，它是一种非常"节俭"的多任务操作方式。我们知道，在Linux系统下，启动一个新的进程必须分配给它独立的地址空间，建立众多的数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段，这是一种"昂贵"的多任务工作方式。而运行于一个进程中的多个线程，它们彼此之间使用相同的地址空间，共享大部分数据，启动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间，而且，线程间彼此切换所需的时间也远远小于进程间切换所需要的时间。据统计，总的说来，一个进程的开销大约是一个线程开销的30倍左右，当然，在具体的系统上，这个数据可能会有较大的区别。

使用多线程的理由之二是线程间方便的通信机制。对不同进程来说，它们具有独立的数据空间，要进行数据的传递只能通过通信的方式进行，这种方式不仅费时，而且很不方便。线程则不然，由于同一进程下的线程之间共享数据空间，所以一个线程的数据可以直接为其它线程所用，这不仅快捷，而且方便。当然，数据的共享也带来其他一些问题，有的变量不能同时被两个线程所修改，有的子程序中声明为static的数据更有可能给多线程程序带来灾难性的打击，这些正是编写多线程程序时最需要注意的地方。

除了以上所说的优点外，不和进程比较，多线程程序作为一种多任务、并发的工作方式，当然有以下的优点：

• 提高应用程序响应。这对图形界面的程序尤其有意义，当一个操作耗时很长时，整个系统都会等待这个操作，此时程序不会响应键盘、鼠标、菜单的操作，而使用多线程技术，将耗时长的操作（time consuming）置于一个新的线程，可以避免这种尴尬的情况。
• 使多CPU系统更加有效。操作系统会保证当线程数不大于CPU数目时，不同的线程运行于不同的CPU上。
• 改善程序结构。一个既长又复杂的进程可以考虑分为多个线程，成为几个独立或半独立的运行部分，这样的程序会利于理解和修改。

3.线程之间共享进程的哪些资源

线程共享的环境包括：进程代码段、进程的公有数据(利用这些共享的数据，线程很容易的实现相互之间的通讯)、进程打开的文件描述符、信号的处理器、进程的当前目录和进程用户ID与进程组ID。

进程拥有这许多共性的同时，还拥有自己的个性。有了这些个性，线程才能实现并发性。这些个性包括：

1.线程ID

每个线程都有自己的线程ID，这个ID在本进程中是唯一的。进程用此来标

识线程。

2.寄存器组的值

由于线程间是并发运行的，每个线程有自己不同的运行线索，当从一个线

程切换到另一个线程上 时，必须将原有的线程的寄存器集合的状态保存，以便

将来该线程在被重新切换到时能得以恢复。

3.线程的堆栈

堆栈是保证线程独立运行所必须的。

线程函数可以调用函数，而被调用函数中又是可以层层嵌套的，所以线程

必须拥有自己的函数堆栈， 使得函数调用可以正常执行，不受其他线程的影

响。

4.错误返回码

由于同一个进程中有很多个线程在同时运行，可能某个线程进行系统调用

后设置了errno值，而在该 线程还没有处理这个错误，另外一个线程就在此时

被调度器投入运行，这样错误值就有可能被修改。

所以，不同的线程应该拥有自己的错误返回码变量。

5.线程的信号屏蔽码

由于每个线程所感兴趣的信号不同，所以线程的信号屏蔽码应该由线程自

己管理。但所有的线程都 共享同样的信号处理器。

6.线程的优先级

由于线程需要像进程那样能够被调度，那么就必须要有可供调度使用的参

数，这个参数就是线程的 优先级。

4.Nginx和php－fpm使用的进程线程方式

Nginx 是非阻塞IO & IO复用模型，通过操作系统提供的类似 epoll 的功能，可以在一个线程里处理多个客户端的请求。

Nginx 的进程就是线程，即每个进程里只有一个线程，但这一个线程可以服务多个客户端。

PHP-FPM 是阻塞的单线程模型，pm.max_children 指定的是最大的进程数量，pm.max_requests 指定的是每个进程处理多少个请求后重启(因为 PHP 偶尔会有内存泄漏，所以需要重启).

PHP-FPM 的每个进程也只有一个线程，但是一个进程同时只能服务一个客户端。

Linux 下相对来说创建多进程的开销比较小(写时复制，但也比创建多线程昂贵），而 Linux 的线程功能又不是很强大。使用进程主要是因为采用非阻塞与I/O复用，可以带来比多线程更高的效率，但是代码逻辑会更复杂（参考UNPv1）。

但是有的情况，比如浏览器如果也全部使用多进程技术，那么进程数会特别多，这时需要线程进程协作方式，比如chromium浏览器：http://blog.csdn.net/talking12391239/article/details/19755997

何时选用多进程，多线程呢，犹如下经验：

1）需要频繁创建销毁的优先用线程

原因请看上面的对比。

这种原则最常见的应用就是Web服务器了，来一个连接建立一个线程，断了就销毁线程，要是用进程，创建和销毁的代价是很难承受的

2）需要进行大量计算的优先使用线程

所谓大量计算，当然就是要耗费很多CPU，切换频繁了，这种情况下线程是最合适的。

这种原则最常见的是图像处理、算法处理。

3）强相关的处理用线程，弱相关的处理用进程

什么叫强相关、弱相关？理论上很难定义，给个简单的例子就明白了。

一 般的Server需要完成如下任务：消息收发、消息处理。“消息收发”和“消息处理”就是弱相关的任务，而“消息处理”里面可能又分为“消息解码”、“业 务处理”，这两个任务相对来说相关性就要强多了。因此“消息收发”和“消息处理”可以分进程设计，“消息解码”、“业务处理”可以分线程设计。

当然这种划分方式不是一成不变的，也可以根据实际情况进行调整。

4）可能要扩展到多机分布的用进程，多核分布的用线程

原因请看上面对比。

5）都满足需求的情况下，用你最熟悉、最拿手的方式

至于“数据共享、同步”、“编程、调试”、“可靠性”这几个维度的所谓的“复杂、简单”应该怎么取舍，没有明确的选择方法。但可以根据一个选择原则：如果多进程和多线程都能够满足要求，那么选择最熟悉、最拿手的那个。

需要提醒的是：虽然给了这么多的选择原则，但实际应用中基本上都是“进程+线程”的结合方式，千万不要真的陷入一种非此即彼的误区。