进程与线程
本文写于 2020 年 11 月 21 日
进程（process）是什么？
在我们使用 Windows 或者是 MacOS 等操作系统时，会下载很多「应用程序」。例如“英雄联盟.exe”就是一个程序。
程序进程，两个长得有些相似，但程序并不是进程。只是在我们启动「程序」的时候，操作系统会开启一个「进程」。
这一点很多不懂编程的用户都应该了解，因为打开 Windows 的资源管理器，就会有进程窗口。这个窗口会显示他的 CPU、内存、网络、电源占用等等信息。
进程的定义
进程，是指计算机中已运行的程序。但是进程的定义比较多，也就是说并不太清晰。
例如在面向进程设计的系统中，进程是程序的基本执行实体；在面向线程设计的系统中，进程本身不是基本运行单位，而是线程的容器。
如果你读不懂上面一段话，我们后面讲线程会再次说，目前可以这么认为：
进程就是程序的执行实例，程序在 CPU 执行时的活动就叫进程。如果我们开启了两遍程序，那就开启了两个进程；将一个程序开了一遍，一个程序开了两遍，就是三个进程。
进程的特点
进程是可以创建另一个进程的。
比如当我们在浏览器打开多个窗口的时候，就能明显的观察到线程数量的增多。
为什么需要进程？
这就要从 CPU 的特点讲起了。
对于单核 CPU 而言，在某一刻就只能做一件事情。可即使我们使用单核的 CPU，我们一样可以开很多的软件呀（虽然很卡），这是为什么呢？
因为 CPU 是阿甘（详见《码农翻身》），他跑的速度很快，而且一直在跑，所以他可以干一会儿 A 事情，再干一会儿 B 事情——由于他的速度实在是太快了，人类无法分辨，所以就让我们感觉到“可以同时干多件事儿”。
因此当我们再计算机上并发执行多程序的时候，操作系统会帮我们新建多个进程，每个进程都会出现 「执行」-「暂停」-「执行」 的规律，并且多个进程之间会出现抢夺资源的现象。
例子：新建一个 Chrome 进程
当我们启动 Chrome 时，操作系统会为我们创建一个进程，该进程会立即进入 「非运行」 状态，直到操作系统告诉（分派）该进程，“我空了，你来运行吧”，该进程才会进入 「运行」 状态。
因为存在多个进程，所以进程的执行需要排队：进入进程队列-等待分派-CPU 执行-暂停-再次进入进程队列。
进程会在运行与非运行两个状态之间不断切换，直到你退出了该进程。也就是不断的在被 「暂停」与「分派」。
进程的阻塞
进程是由 CPU 执行的，但是如果我们有一个读取硬盘文件的进程，他根本不使用 CPU，而硬盘的速度又巨慢无比（与 CPU 相比），就会让 CPU 在那里干等着——这就是进程阻塞。该进程既不消耗资源，还不空出队列，堵住了后面的需要执行的进程。
具体点讲就是：
- 在进程队列中，大家都在处于非运行态等待执行；
- 其中 A 类在等待 CPU 的资源，B 类在等待 I/O 或者网络请求之类的需要较长时间完成的事情；
- 这时候如果 CPU 分配给了 B，B 还是在等待 I/O 或者网络请求，根本不用 CPU，就叫做进程阻塞。
我们刚刚说的「非运行」状态这时就可以变成两个状态了： 「就绪」与「阻塞」。
如果一个进程没有 I/O 之类的操作，在运行一段时间之后就会超时，重新进入就绪状态；如果你需要 I/O 之类操作，就会进入阻塞状态，时间完成后才能进入就绪状态，才能被再次分派给 CPU。
线程（Thread）是什么？
在早期的操作系统中，我们是面向进程设计设计的操作系统，进程是程序的基本执行实体。
但是后来我们改为了面向线程设计的系统，进程本身他不是基本运行单位了，变成了线程的容器。
即：线程 < 线程。
因为进程虽然好，可是太耗费资源了。我们创建、切换、销毁进程都需要分配实体资源，也就是 CPU 必须参与这些步骤。
有了线程之后，进程只作为容器，里面的具体操作落到了线程身上，操作系统就不需要操心了。
线程的概念
- 线程是现在操作系统 CPU 调度和执行的最小单元；
- 一个进程中至少有一个或以上的线程；
- 一个进程中的线程共享该进程的所有资源；
- 进程中的第一个线程叫做初始化线程；
- 线程的调度可以有操作系统负责，也可以由用户负责。
这个时候我们就产生了一个疑问：我到底是用子进程还是线程呢？
线程的优先级当然更高，除非我们需要单独分配一些资源，例如浏览器的每个页面。
（完）