OS基本概念相关

进程、线程、多线程

进程：进程是一个程序在数据集上的运行过程，它并不等同于程序，而是一个程序执行的动态过程，由进程控制块控制。在早期的单处理机多道程序设计计算机中，进程作为操作系统资源调度和分配的最小单元，同时也是程序执行的最小单元。进程的产生使得程序得以并发执行，然而由于进程的创建和撤销伴随着大量系统资源的创建和释放，同时进程调度的开销也很大，这对单处理机的计算机并发性能有很大的制约，为了提升并发效率，线程应运而生。

线程：线程是为了提升并发效率而产生的。线程代替进程作为程序执行的最小单元，以进程为容器，共享进程的系统资源，而线程本身只拥有一点在运行中必不可少的资源。因此，调度创建、释放以及调度线程的开销远比进程小，这样CPU的时间得以充分利用，提升了并发效率。

多线程：一个进程拥有多个线程就称为多线程。各个线程之间共享进程的系统资源，同时线程之间可以创建新进程或者撤销已有进程。

并发与并行

假设当前所论述的计算机OS都实现了线程调度机制。

并发：对于单核处理机的计算机而言，并发就是指CPU按照一定的规律轮流调度内存中的程序执行，这些程序在宏观上是同时执行的，微观上一个时刻只有一个程序在执行。

并行：在多核处理机计算机中，程序不再局限于由单个CPU核心并发执行，而是可以由不同的CPU核心同时执行，这是真正意义上的同时(宏观和微观上都是同时的)，也就是并行。

需要注意的是，在多核处理机环境下，由于CPU核数有限，并不是所有线程都是并行执行的。操作系统会合理调度线程的执行环境，各个CPU核心并行执行，同时对于一个CPU核心，其所负责的线程又是并发执行的。事实上现在的多核环境中，并发和并行也没有明确的界定，通常所说的”并发”其实是”并发”和”并行”的结合。

同步与互斥

同步：描述的是各个线程之间直接制约的现象，这种制约源自线程之间的合作。通常的表现形式是：一个由于业务上的需要，一个线程必须等待另一个线程执行完毕才能继续执行，在另一个线程执行完毕之后，该线程只能阻塞等待。

互斥：描述的是不同线程之间间接制约的现象，这种制约源自线程之间对临界资源的争用。这种在同一时刻不能被多个线程访问资源的称为临界资源，程序中对访问临界资源的代码块称为临界区。当一个进程进入临界区使用临界资源，另一个线程要想使用临界资源必须阻塞等待，等前一个线程退出临界区并释放临界资源之后才能继续执行。

两者的区别是：互斥的制约点在于对资源的争用，只要确保临界资源的单一访问即可，无关线程访问的先后；同步的制约点在于任务对线程调度顺序的制约，如果涉及资源，对资源的访问也有严格的访问顺序。

同步与异步

同步和异步的概念不局限于操作系统，它关注的是消息通信机制。

同步：在调用者发出调用之后，调用者必须等到被调用者返回后，其自身才能返回。
异步：调用者发出调用后无需等待被调用者返回，其自身即可返回，被调用者返回的结果通常通过回调来告知调用者。

阻塞与非阻塞

阻塞描述的是线程的一种状态。当线程因某种原因（可能由于同步等待、也可能因为互斥）而无法继续执行，被CPU调入阻塞等待队列中，等待执行条件允许再继续执行。

阻塞和非阻塞通常用来描述同步和异步的执行状态。对于同步而言，调用者发起调用之后必须等待被调用者返回，这期间调用者所在线程阻塞；对于异步，调用者发起调用之后无需等待被调用者返回，调用者线程不阻塞，即非阻塞。