进程和线程

进程（process）和线程（thread）是操作系统的基本概念，但是它们比较抽象，不容易掌握。

计算机的核心是CpU，它承担了所有的计算任务．它就像一座工厂，时刻在运行

假定工厂的电力有限，一次只能供给一个车间使用．也就是说，一个车间开工的时候，其他车间都必须停工。背后的含义就是，单个CPU一次只能运行一个任务。

进程就好比工厂的车间，它代表CPU所能处理的单个任务．任一寸刻，CpU总是运行一个进程，其他进程处于非运行状态。

一个车间里．可以有很多工人。他们协同完成一个任务．

线程就好比羊间里的工人一个进程可以包括多个线程．

车间的空间是工人可以共享的，比如许多房间是每个工人都可以进出的．这象征一个进程的内存空间是共享的，每个线程都可以使用这些共享内存。

可是，每间房间的大小不同，有些房间最多只能容纳一个人，比如厕所。里面有人的时候，其他人就不能进去了。这代表一个线程使用某些共享内存时，其他线程必须等它结束，才能使用这一块内存。

一个防止他人进入的简单方去，就是门口加一把锁．先到的人锁上门，后到的人看到上锁，就在门口排队，等锁打开再进去．这就叫‘互斥锁’(Mutualexclusion，缩写Mutex)，防止多个线程同时读写某一块内存区域．

还有些房间，可以同时容纳n个人，比如厨房．也就是说，如果人数大于n，多出来的人只能在外面等着．这好比某些内存区域，只能供给固定数目的线程使用。

这时的解决方法，就是在门口挂n把钥匙。进去的人就取一把钥匙，出来时再把钥匙挂回原处．后到的人发现钥匙架空了，就知道必须在门口排队等着了．这种做法叫做‘信号量’(SemaPhore)，用来保证多个线程不会互相冲突．

不难看出，mutex是semaphore的一种特殊情况（n=1时）．也就是说，完全可以用后者替代前者．但是，因为mutex较为简单，且效率高，所以在必须保证资源独占的情况下，还是采用这种设计．

操作系统的设计，因此可以归结为三点：

(1）以多进程形式，允许多个任务同时运行；

(2）以多线程形式，允许单个任务分成不同的部分运行；

(3）提供协调机制，一方面防止进程之间和线程之间产生冲突，另一方面允许进程之间和线程之间共享资源．