プロセスとスレッドの違いについて（Ｃプログラミングの観点から）

質問

プロセスとスレッドの違いがしっくりきません。
＜プロセス＞
(1)プログラムの実行単位。Windows や Linux などの汎用 OS 上のアプリケーションは一般にプロセスとして動作している。プロセスは1つ以上のスレッドと、ファイル、ヒープメモリなどのリソースで構成される
(2)起動や切り替えのオーバーヘッドが大きい
＜スレッド＞
(1)同一プロセス内の複数スレッドを同一メモリ空間上で実行でき、メモリ消費量などが軽減できる。
(2)マルチスレッド処理のプログラミングにおいては、同じデータを複数のスレッドが同時に書き換えることによる不整合に注意し、排他制御を行う必要がある。

等はwiki等調べて理解しています。
何が疑問なのかと申し上げますと、具体的にプログラミングする際に
(1)マルチプロセスとマルチスレッド方式では、ソースにどのような違いが出てくるか
(2)マルチプロセスとマルチスレッド方式では実行時間がどれだけ変化するか
がわからないのです。お仕事で並列処理等について担当されている方などおられましたら、お手数ですがご教授ください。
なお、わかりやすい書籍、webサイト等ありましたらそれも併せて教えていただけると助かります。よろしくお願いします。ちなみに、環境はWindowsXP，VisualC++ExpressEdition2005を使っていますので、UNIXよりはWindowsかつCで動くプログラム例で教えていただけると大変助かります。しかし、当方Javaも多少であれば組めますのでJavaでも構いません。
何卒、よろしくお願い致します。

回答No.2

GOOD-Fr · ベストアンサー

> プロセスとスレッドの違いがしっくりきません。

と書いているわりには、しっかりと理解してる文章だなぁ、と思ったら、引用でしたか・・・。
とはいえ、その違いはまさにここに書いてあるとおりです。

で、例をあげるのは、ちょっと親切すぎだと思うので。
ここまで理解できているのなら、自分でプログラムを書きましょう。マルチプロセスとマルチスレッドのプログラムは似ても似つかないはずです。プログラム内容は、とりあえずなんでもいいでしょう。変数をふたつ渡して、足し算して返す、でも、なんでも。これができれば (1) は完了です。

(2) は、CPU の動作や OS の内部の仕組みが理解できれば（OS をアセンブラレベルで追いかけて理解できるのなら、という意味です）、実は簡単に理解できることなのですが、「実行時間がどれだけ変化するか」という定量的な話になってしまうと、ケースバイケースになってしまいます。OS によってもちがいますし、メモリ搭載量によってもかわります。当然、CPU が変われば（この場合の「変わる」は x86 と MIPS とか、そういう意味ね）もっと大きな変化をします。マルチコアかどうか、というのも、大きなポイントになるかもしれませんね。
ただし、どんな場合でも、基本的にはプロセスの生成とか切り替え、消滅はかなり重い処理ですし、プロセス間通信も OS 的には決して楽な仕事ではない、ということです。(1) をクリアしてプログラムが書けるようになれば、ご自身で計測できるようになると思うので、挑戦してみてはいかがでしょうか。

ところで、「Javaでも構いません」ということですが、Java ってマルチプロセス対応でしたっけ？ついでにいうと、OS や CPU のネイティブな部分から遠くなってしまうので、概念の理解に使うのはかまわないと思いますが、「どれくらい定量的に差が出るのか」というようなところまで知りたいのであれば、OS を直接たたける C などのほうがいいと思います。
さらについでですが、「並列処理」というと、また少し話が変わってくるので、区別するといいでしょう。

回答No.4

Tacosan

ちなみに以前の Linux は, スレッドを「リソースを共有する特殊なプロセス」として実現していたはずです. このような場合, プログラムでどんなに頑張っても無意味ですね.

回答No.3

82ken

Linux開発環境として、コメント差し上げます。

かなり語弊がありますが、ざっくりは以下を観点として理解を
深めると早いと思います。

※外部変数に格納した値を参照する場合。

thread ... そのまま参照できる。
process .. 共有メモリなどによる間接参照の手間が必要。

processとして別に生成された時点で、別物となり、参照する
空間も分離してしまいます。一方threadは同空間の分身となり、
値の参照も直接参照できます。

回答No.1

eroermine

thread はグローバル変数を共有/共用 してしまいます。
ちょっとしたワークエリアを確保するのもなかなか面倒。
状態を保存するときはスレッドの数だけの配列を取ってスレッド番号でアクセスしたりする。
全てのグローバル(スタティック)変数を配列にしてしまえば一応スレッドセーフになるでしょう。
マルチプロセスはマルチスレッドの一形態で、メモリ空間が別になります。
グローバル変数を共有しない。それだけ。
でもDOS時代はマルチプロセスと言ってもメモリは共有。
用語はシステム(メーカー)によって異なりますね。

寝る直前なのでいいかげんかも。