Diferencias entre Hilos y Procesos

La diferencia principal entre procesos e hilos (threads) radica en cómo el sistema operativo los gestiona y la forma en que comparten recursos. Ambos son unidades de ejecución, pero operan a diferentes niveles de granularidad, lo que afecta su eficiencia y su aislamiento.

Proceso (Process)

Un proceso es una instancia de un programa en ejecución. Piensa en él como un programa completamente independiente con su propio espacio de memoria, recursos y contexto de ejecución.

Aislamiento y Recursos: Cada proceso tiene su propio espacio de direcciones de memoria virtual totalmente independiente. Esto significa que los datos de un proceso están protegidos de otros procesos, lo que proporciona aislamiento y estabilidad al sistema operativo. Un fallo en un proceso no debería afectar a otros.
Comunicación (IPC): Los procesos son independientes y para comunicarse entre sí deben usar mecanismos especiales llamados Comunicación Entre Procesos (IPC), como pipes, sockets o memoria compartida.
Creación y Conmutación de Contexto: Crear un nuevo proceso o cambiar de un proceso a otro (conmutación de contexto) es una operación relativamente "pesada" o lenta para el sistema operativo, ya que requiere copiar o guardar una gran cantidad de información sobre el estado de la memoria y los registros.

Hilo (Thread)

Un hilo o thread es la unidad básica de utilización de la CPU. Un hilo es una secuencia de ejecución dentro de un proceso. Piensa en él como una "mini-tarea" dentro de un programa más grande.

Recursos Compartidos: Múltiples hilos dentro del mismo proceso comparten el mismo espacio de direcciones de memoria, los mismos archivos abiertos y otros recursos del proceso. Esto hace que la comunicación entre hilos sea muy rápida y sencilla (simplemente acceden a variables compartidas).
Concurrencia: La capacidad de dividir un proceso en múltiples hilos permite que diferentes partes de la misma aplicación se ejecuten al mismo tiempo (concurrencia), lo que mejora el rendimiento, especialmente en arquitecturas multi-núcleo.
Creación y Conmutación de Contexto: Crear un nuevo hilo y conmutar entre hilos es una operación "ligera" o rápida, ya que el sistema operativo solo tiene que guardar una pequeña porción del estado de ejecución (registros, contador de programa), y la memoria ya está compartida.

Tabla Comparativa

Característica	Proceso	Hilo (Thread)
Definición	Programa en ejecución.	Unidad de ejecución dentro de un proceso.
Memoria	Espacio de direcciones independiente.	Comparte el espacio de direcciones del proceso.
Aislamiento	Alto (un fallo no afecta a otros procesos).	Bajo (un fallo en un hilo puede colapsar todo el proceso).
Comunicación	Lenta (requiere mecanismos IPC especiales).	Rápida (acceso directo a memoria compartida).
Conmutación	Pesada y lenta (más sobrecarga del SO).	Ligera y rápida (menos sobrecarga del SO).
Jerarquía	Puede contener uno o más hilos.	Pertenece a un único proceso.

Resumen

En resumen, los procesos proporcionan aislamiento y seguridad a expensas de la velocidad, mientras que los hilos ofrecen rapidez y eficiencia en la comunicación y conmutación a expensas de la seguridad (un fallo afecta a todo el proceso). La mayoría de las aplicaciones complejas utilizan múltiples procesos (para aislamiento) que a su vez contienen múltiples hilos (para concurrencia).