摘要：進(jìn)程與線程進(jìn)程和線程是操作系統(tǒng)的基本概念但是它們比較抽象不容易掌握。線程，有時(shí)被稱為輕量進(jìn)程，，是程序執(zhí)行流的最小單元。

進(jìn)程(process)和線程(thread)是操作系統(tǒng)的基本概念,但是它們比較抽象,不容易掌
握。

有一個(gè)很好的類比,可以把它們解釋地清晰易懂。

計(jì)算機(jī)的核心是CPU,它承擔(dān)了所有的計(jì)算任務(wù)。它就像一座工廠,時(shí)刻在運(yùn)行。

假定工廠的電力有限,一次只能供給一個(gè)車間使用。也就是說,一個(gè)車間開工的時(shí)候,其他車間都必須停工。背后的含義就是,單個(gè)CPU一次只能運(yùn)行一個(gè)任務(wù)。

進(jìn)程就好比工廠的車間,它代表CPU所能處理的單個(gè)任務(wù)。任一時(shí)刻,CPU總是運(yùn)行一個(gè)進(jìn)程,其他進(jìn)程處于非運(yùn)行狀態(tài)。

一個(gè)車間里,可以有很多工人。他們協(xié)同完成一個(gè)任務(wù)。

線程就好比車間里的工人。一個(gè)進(jìn)程可以包括多個(gè)線程。

車間的空間是工人們共享的,比如許多房間是每個(gè)工人都可以進(jìn)出的。這象征一個(gè)進(jìn)程的內(nèi)存空間是共享的,每個(gè)線程都可以使用這些共享內(nèi)存。

可是,每間房間的大小不同,有些房間最多只能容納一個(gè)人,比如廁所。里面有人的時(shí)候,其他人就不能進(jìn)去了。這代表一個(gè)線程使用某些共享內(nèi)存時(shí),其他線程必須等它結(jié)束,才能使用這一塊內(nèi)存。

一個(gè)防止他人進(jìn)入的簡(jiǎn)單方法,就是門口加一把鎖。先到的人鎖上門,后到的人看到上鎖,就在門口排隊(duì),等鎖打開再進(jìn)去。這就叫"互斥鎖"(Mutual exclusion,縮寫 Mutex),防止多個(gè)線程同時(shí)讀寫某一塊內(nèi)存區(qū)域。

還有些房間,可以同時(shí)容納n個(gè)人,比如廚房。也就是說,如果人數(shù)大于n,多出來的人只能在外面等著。這好比某些內(nèi)存區(qū)域,只能供給固定數(shù)目的線程使用。

這時(shí)的解決方法,就是在門口掛n把鑰匙。進(jìn)去的人就取一把鑰匙,出來時(shí)再把鑰匙掛回原處。后到的人發(fā)現(xiàn)鑰匙架空了,就知道必須在門口排隊(duì)等著了。這種做法叫做"信號(hào)量"(Semaphore),用來保證多個(gè)線程不會(huì)互相沖突。

一個(gè)線程只能屬于一個(gè)進(jìn)程，而一個(gè)進(jìn)程可以有多個(gè)線程，但至少有一個(gè)線程。

資源分配給進(jìn)程，同一進(jìn)程的所有線程共享該進(jìn)程的所有資源。

CPU分給線程，即真正在CPU上運(yùn)行的是線程。

進(jìn)程（Process）是計(jì)算機(jī)中的程序關(guān)于某數(shù)據(jù)集合上的一次運(yùn)行活動(dòng)，是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的基本單位，是操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。

線程，有時(shí)被稱為輕量進(jìn)程(Lightweight Process，LWP），是程序執(zhí)行流的最小單元。是被系統(tǒng)獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位。

瀏覽器，網(wǎng)易云音樂以及pycharm 三個(gè)軟件只能順序執(zhí)行是怎樣一種場(chǎng)景呢？本來在python編程時(shí)想要聽個(gè)古典音樂來點(diǎn)靈感， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)于CPU來說， 一次只能執(zhí)行一個(gè)程序， 太崩潰，  另外，假如有兩個(gè)程序A和B，程序A在執(zhí)行到一半的過程中，需要讀取大量的數(shù)據(jù)輸入（I/O操作），而此時(shí)CPU只能靜靜地等待任務(wù)A讀取完數(shù)據(jù)才能繼續(xù)執(zhí)行，這樣就白白浪費(fèi)了CPU資源。你是不是已經(jīng)想到在程序A讀取數(shù)據(jù)的過程中，讓程序B去執(zhí)行，當(dāng)程序A讀取完數(shù)據(jù)之后，讓程序B暫停。聰明，這當(dāng)然沒問題，但這里有一個(gè)關(guān)鍵詞：切換。

假設(shè)，一個(gè)文本程序，需要接受鍵盤輸入，將內(nèi)容顯示在屏幕上，還需要保存信息到硬盤中。若只有一個(gè)進(jìn)程，勢(shì)必造成同一時(shí)間只能干一樣事的尷尬（當(dāng)保存時(shí)，就不能通過鍵盤輸入內(nèi)容）。若有多個(gè)進(jìn)程，每個(gè)進(jìn)程負(fù)責(zé)一個(gè)任務(wù)，進(jìn)程A負(fù)責(zé)接收鍵盤輸入的任務(wù)，進(jìn)程B負(fù)責(zé)將內(nèi)容顯示在屏幕上的任務(wù)，進(jìn)程C負(fù)責(zé)保存內(nèi)容到硬盤中的任務(wù)。這里進(jìn)程A，B，C間的協(xié)作涉及到了進(jìn)程通信問題，而且有共同都需要擁有的東西——-文本內(nèi)容，不停的切換造成性能上的損失。若有一種機(jī)制，可以使任務(wù)A，B，C共享資源，這樣上下文切換所需要保存和恢復(fù)的內(nèi)容就少了，同時(shí)又可以減少通信所帶來的性能損耗，那就好了。是的，這種機(jī)制就是線程。

串行處理是當(dāng)一個(gè)程序執(zhí)行結(jié)束， 下一個(gè)程序才可以繼續(xù)執(zhí)行, 否則一直處于等待狀態(tài).

并行處理（Parallel Processing）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中能同時(shí)執(zhí)行兩個(gè)或更多個(gè)處理的一種計(jì)算方法。并行處理可同時(shí)工作于同一程序的不同方面。并行處理的主要目的是節(jié)省大型和復(fù)雜問題的解決時(shí)間。

并發(fā)處理(concurrency Processing)：指一個(gè)時(shí)間段中有幾個(gè)程序都處于已啟動(dòng)運(yùn)行到運(yùn)行完畢之間，且這幾個(gè)程序都是在同一個(gè)處理機(jī)(CPU)上運(yùn)行，但任一個(gè)時(shí)刻點(diǎn)上只有一個(gè)程序在處理機(jī)(CPU)上運(yùn)行

并發(fā)的關(guān)鍵是你有處理多個(gè)任務(wù)的能力，不一定要同時(shí)。并行的關(guān)鍵是你有同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)的能力(也就是多個(gè)CPU處理器)。所以說，并行是并發(fā)的子集.

在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，同步就是指一個(gè)進(jìn)程在執(zhí)行某個(gè)請(qǐng)求的時(shí)候，若該請(qǐng)求需要一段時(shí)間才能返回信息，那么這個(gè)進(jìn)程將會(huì)一直等待下去，直到收到返回信息才繼續(xù)執(zhí)行下去；異步是指進(jìn)程不需要一直等下去，而是繼續(xù)執(zhí)行下面的操作，不管其他進(jìn)程的狀態(tài)。當(dāng)有消息返回時(shí)系統(tǒng)會(huì)通知進(jìn)程進(jìn)行處理，這樣可以提高執(zhí)行的效率。舉個(gè)例子，打電話時(shí)就是同步通信，發(fā)短息時(shí)就是異步通信。

操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，因此可以歸結(jié)為三點(diǎn)：
（1）以多進(jìn)程形式，允許多個(gè)任務(wù)同時(shí)運(yùn)行；
（2）以多線程形式，允許單個(gè)任務(wù)分成不同的部分運(yùn)行；
（3）提供協(xié)調(diào)機(jī)制，一方面防止進(jìn)程之間和線程之間產(chǎn)生沖突，另一方面允許進(jìn)程之間和線程之間共享資源。

參考資料:
阮一峰的網(wǎng)絡(luò)日志之進(jìn)程與線程的一個(gè)簡(jiǎn)單解釋