进程和线程的详细解读

进程和线程

背景：当我们执行一段代码，运行一个程序的时候，这个程序所需要的资源必须到位（显卡，GPS之类的），我们将除了CPU之外的PC资源统称为程序的上下文。

一个电脑中会有多个任务同时执行，每个任务的时间片（CPU的分配时间）是定义好的，当任务的时间片用完之后，就会被切换出去，等待下一次CPU的到来。（所以说电脑中的任务看似是同时执行的，其实是CPU切换的速度很快—这是对于单核处理器而言）

程序的执行过程CPU加载程序A的上下文—然后执行程序A—时间片用完—CPU保存程序A的上下文—切换到B…

进程：资源拥有的基本单位

通俗的来说进程就是一段程序的执行过程（CPU加载上下文+CPU执行+CPU保存上下文，这段时间）进程是一个“执行中的程序”。程序是一个没有生命的实体，只有处理器赋予程序生命时（操作系统执行之），它才能成为一个活动的实体，我们称其为进程。

为什么引入线程

没有引入线程之前进程作为能拥有资源和独立运行的基本单位。它拥有独立的堆栈空间和数据段，所以每当启动一个新的进程必须分配给它独立的地址空间，建立众多的数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段，这对于多进程来说十分“奢侈”，系统开销比较大（多进程的时候，每当你切换下一个进程时，都要加载和保存上下文环境，这样会浪费时间，为了提高CPU资源的利用率引入线程）。所以在进程中引入线程，进程只是作为资源的分配和调度的基本单位，而线程作为CPU调度和分配的基本单位。

线程：CPU调度和分配的基本（最小）单位。

它可以与同一进程的其他线程共享进程的上下文环境，彼此之间使用相同的地址空间。线程之间的切换开销就会变得很小（无需加载和保存上下文环境，开辟新的地址空间），当一个进程中有多个线程的时候，多任务的处理会比没有引入线程之前快。

并发是把CPU运行时间划分成若干个时间段，每个时间段再分配给各个线程执行，当一个线程在运行时，其它线程处于挂起状。（多线程并发只是表面和感觉上的并发，并不是实质上的并发。一个线程要运行，它必须占有CPU，而我们目前用的计算机大多都是单CPU的，所以一次最多只能有一个线程获取CPU并运行。）从宏观角度是同时进行的，但从微观角度并不是同时进行。

多线程的好处：

1. 在多个cpu核心下，多线程的好处是显而易见的，不然多个cpu核心只跑一个线程其他的核心就都浪费了；
2. 即便不考虑多核心，在单核下，多线程也是有意义的，因为在一些操作，比如IO操作阻塞的时候，是不需要cpu参与的，这时候cpu就可以另开一个线程去做别的事情，等待IO操作完成再回到之前的线程继续执行即可。