計算機(jī)的核心是CPU，它承擔(dān)了計算機(jī)的所有計算任務(wù)，CPU就像一個工廠，時刻在運(yùn)行著，而操作系統(tǒng)管理著計算機(jī)，負(fù)責(zé)任務(wù)的調(diào)度、資源的分配和管理。

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進(jìn)程和線程都是計算機(jī)操作系統(tǒng)中的基本概念，在進(jìn)程和線程之上有程序，應(yīng)用程序是具有某種功能的程序，運(yùn)行在操作系統(tǒng)中。

例如，我們的桌面上都會安裝QQ、酷狗音樂、微信......等，這些就是程序。當(dāng)我們點(diǎn)擊QQ運(yùn)行時，QQ正常運(yùn)行，此時就會開啟一個進(jìn)程。

因此，「程序是靜態(tài)的，而進(jìn)程是動態(tài)的，程序是作為進(jìn)程的運(yùn)行的載體，進(jìn)程會隨時間，會在某一時刻消亡。」

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我們運(yùn)行程序開啟的進(jìn)程，我們可以在任務(wù)管理器中可以查看，當(dāng)我們再次點(diǎn)擊QQ，登陸另一個賬號的時候又會開啟一個進(jìn)程。

打個比喻：前面我們把CPU比作一個工廠，那么程序就好像工廠里面的車間。

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但是，車間是靜態(tài)的，車間中有多條流水線，進(jìn)程就好比流水線，流水線是動態(tài)執(zhí)行的，一個車間可以同時運(yùn)行多條流水線，也可以只執(zhí)行一條流水線或者一條流水線都不執(zhí)行。

總結(jié)來說：「程序可以包含多個進(jìn)程，多個進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行，相互獨(dú)立，因此，進(jìn)程也是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度基本單位?！?/p>

當(dāng)然，程序也可以沒有啟動進(jìn)程，就好比車間中沒有流水線，因為程序是靜態(tài)的，而進(jìn)程的有無就好比層間的流水線是否存在。

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一條流水線上可以有很多工人，那些工人就好比是線程，一個員工就代表一個線程，他們在一起共同協(xié)作，完成一條流水線上的任務(wù)。

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所以，「進(jìn)程與線程的關(guān)系是包含關(guān)系，一個進(jìn)程中至少有一個線程，或者多個線程，一個線程只能歸屬于一個進(jìn)程中」。就好比一個車間中可以有多個流水線，一條流水線上有多個功能開工，在組長安排下工人只能在一條流水線上工作。

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當(dāng)然，進(jìn)程中的所有線程共享這該進(jìn)程的所有資源，比如：內(nèi)存空間，每個線程都可以使用這個內(nèi)存空間。就好比車間中的空間都是各條流水線共享的。

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不同的空間若能容納的工人也不一樣，就好比廁所一次只能一個人進(jìn)廁所，當(dāng)后面來的人，注意到廁所門已經(jīng)關(guān)閉，就知道里面有人，就只能等候前一個人用完，他才能用。

廁所里面的人，為了防止他人再次進(jìn)入廁所，就會把廁所鎖住，這就是「互斥鎖（Mutual exclusion，縮寫 Mutex）」，這就意味著在進(jìn)程中的某一些空間一次只能由一條線程使用。

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有些空間就會比較大，一次可以供多個人使用，比如：休息室，休息室的座位都是有限的，一次只能供20的座位休息，其余的人就坐不下了。

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用于標(biāo)識這個空間僅給20個人使用的辦法就是給每個座位打一個編號1-20，每進(jìn)去一個人就給這個人發(fā)一個作為編號，當(dāng)編號用完了，表示這個空間已經(jīng)滿了。

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當(dāng)有人出來了就會把編號還給看守的那個人，便是又有空間可以使用了，這個做法就是「信號量」，這樣保證了每個人都有自己的座位，即保證多線程不會相互沖突。

「那為什么有進(jìn)程還要多線程呢？」 每個進(jìn)程都有自己獨(dú)自的代碼和數(shù)據(jù)空間，即為「程序的上下文」，進(jìn)程包含多個線程，進(jìn)程的切換消耗要大于線程的切換消耗。

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線程可以看作是輕量級的進(jìn)程，每個線程也有自己的「運(yùn)行?！购汀赋绦蛴嫈?shù)器（PC）」、以及「線程的本地存儲」，所以對于進(jìn)程數(shù)比較多的，頻繁的切換進(jìn)程將會帶來一大筆的開銷，反而線程的切換開銷小。

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進(jìn)程是一個「動態(tài)」的概念，進(jìn)程包含下面的五種狀態(tài)：「初始態(tài)，執(zhí)行態(tài)，等待狀態(tài)，就緒狀態(tài)，終止?fàn)顟B(tài)」。

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線程中的狀態(tài)也是包含下面的五種：「新建（NEW）、可運(yùn)行（Runnable）、運(yùn)行（Running）、阻塞(BLOCKED)、死亡(DEAD)」。

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那么進(jìn)程之間是怎么交互的呢？在進(jìn)程之間的通信包括「管道、系統(tǒng)IPC(包括消息隊列,信號量,共享存儲), SOCKET?！?/p>

管道的方式由包括以下三種方式：

1.  「普通管道」PIPE：通常會有限制，可能是半雙工方式，或者是只能在子父進(jìn)程中使用。
2.  「流管道」s_pipe：可以使用雙向傳輸。
3.  「命名管道」name_pipe：它允許可以在不相關(guān)的進(jìn)程之中使用。

線程之間的通信在JMM模型中是通過共享內(nèi)存來實(shí)現(xiàn)的，例如：線程一要和線程二通信，線程一先把自己的變量副本寫入主內(nèi)存中，然后線程二再從主內(nèi)存中讀取該變量，復(fù)制到自己的線程空間中進(jìn)行操作，線程都不能直接操作主內(nèi)存。

為了保證多線程之間的數(shù)據(jù)一致性的問題，可以使用鎖機(jī)制，實(shí)現(xiàn)線程之間的操作的同步、有序。例如：「synchronized鎖、Lock鎖、Atomic原子類」。

單線程時代，一次只能執(zhí)行一個任務(wù)，后面的任務(wù)只能排隊等候，實(shí)現(xiàn)的方式都是串行化的，隨著后續(xù)的發(fā)展為了提高效率，實(shí)現(xiàn)了多線程。

單CPU的多線程方式，實(shí)現(xiàn)的是并發(fā)方式，并發(fā)真正意義上的并行，因為CPU一次只能執(zhí)行一次任務(wù)，但是，CPU的執(zhí)行速度遠(yuǎn)快于線程的執(zhí)行速度，為了充分利用CPU，因此實(shí)現(xiàn)并發(fā)的多線程方式。

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多CPU時代的來領(lǐng)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的并行多線程，同一時刻可以由多個線程的執(zhí)行。

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最后總結(jié)：「操作系統(tǒng)中是以多進(jìn)程的形式執(zhí)行，以多線程的方式執(zhí)行，允許講單個任務(wù)由多個部分執(zhí)行，并且在多線程之間能夠提供協(xié)調(diào)機(jī)制，允許進(jìn)程之間、線程之間有共享的部分，又能夠保證進(jìn)程之間、線程之間不會相互影響」。