作者：阮一峰
日期：2013年4月24日
原文地址：進(jìn)程與線程的一個(gè)簡(jiǎn)單解釋 - 阮一峰的網(wǎng)絡(luò)日志
進(jìn)程（process）和線程（thread）是操作系統(tǒng)的基本概念峡扩，但是它們比較抽象，不容易掌握庇绽。
最近，我讀到一篇材料橙困，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)很好的類比瞧掺，可以把它們解釋地清晰易懂。
1.
計(jì)算機(jī)的核心是CPU凡傅，它承擔(dān)了所有的計(jì)算任務(wù)辟狈。它就像一座工廠，時(shí)刻在運(yùn)行夏跷。
2.
假定工廠的電力有限哼转，一次只能供給一個(gè)車間使用。也就是說(shuō)槽华，一個(gè)車間開(kāi)工的時(shí)候壹蔓，其他車間都必須停工。背后的含義就是猫态，單個(gè)CPU一次只能運(yùn)行一個(gè)任務(wù)佣蓉。
3.
進(jìn)程就好比工廠的車間披摄，它代表CPU所能處理的單個(gè)任務(wù)。任一時(shí)刻偏螺，CPU總是運(yùn)行一個(gè)進(jìn)程行疏，其他進(jìn)程處于非運(yùn)行狀態(tài)。
4.
一個(gè)車間里套像，可以有很多工人酿联。他們協(xié)同完成一個(gè)任務(wù)。
5.
線程就好比車間里的工人夺巩。一個(gè)進(jìn)程可以包括多個(gè)線程贞让。
6.
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)出的柳譬。這象征一個(gè)進(jìn)程的內(nèi)存空間是共享的喳张，每個(gè)線程都可以使用這些共享內(nèi)存。
7.
可是美澳，每間房間的大小不同销部，有些房間最多只能容納一個(gè)人，比如廁所制跟。里面有人的時(shí)候舅桩，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)雨膨，其他線程必須等它結(jié)束擂涛，才能使用這一塊內(nèi)存。
8.
一個(gè)防止他人進(jìn)入的簡(jiǎn)單方法聊记，就是門(mén)口加一把鎖撒妈。先到的人鎖上門(mén)，后到的人看到上鎖排监，就在門(mén)口排隊(duì)狰右，等鎖打開(kāi)再進(jìn)去。這就叫"互斥鎖"（Mutual exclusion舆床，縮寫(xiě) Mutex）挟阻，防止多個(gè)線程同時(shí)讀寫(xiě)某一塊內(nèi)存區(qū)域。
9.
還有些房間峭弟，可以同時(shí)容納n個(gè)人附鸽，比如廚房。也就是說(shuō)瞒瘸，如果人數(shù)大于n坷备，多出來(lái)的人只能在外面等著。這好比某些內(nèi)存區(qū)域情臭，只能供給固定數(shù)目的線程使用省撑。
10.
這時(shí)的解決方法赌蔑，就是在門(mén)口掛n把鑰匙。進(jìn)去的人就取一把鑰匙竟秫，出來(lái)時(shí)再把鑰匙掛回原處娃惯。后到的人發(fā)現(xiàn)鑰匙架空了，就知道必須在門(mén)口排隊(duì)等著了肥败。這種做法叫做"信號(hào)量"（Semaphore）趾浅，用來(lái)保證多個(gè)線程不會(huì)互相沖突。
不難看出馒稍，mutex是semaphore的一種特殊情況（n=1時(shí)）皿哨。也就是說(shuō)，完全可以用后者替代前者纽谒。但是证膨，因?yàn)閙utex較為簡(jiǎn)單，且效率高鼓黔，所以在必須保證資源獨(dú)占的情況下央勒，還是采用這種設(shè)計(jì)。
11.
操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澳化，因此可以歸結(jié)為三點(diǎn)：
（1）以多進(jìn)程形式订歪，允許多個(gè)任務(wù)同時(shí)運(yùn)行；
（2）以多線程形式肆捕，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)制盖高，一方面防止進(jìn)程之間和線程之間產(chǎn)生沖突慎陵，另一方面允許進(jìn)程之間和線程之間共享資源。
（完）
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發(fā)表日期：2013年4月24日
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