操作系统概念：
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程序、进程、线程
程序：由源代码生成的可执行应用。
进程：一个正在运行的程序可以看做一个进程，进程拥有独立运行所需要的全部资源，是资源分配的基本单位。
线程：程序中独立运行的代码段。是调度运行的基本单位。
一个进程是由一或多个线程组成，进程只负责资源的调度和分配，线程才是程序真正的执行单元，负责代码的执行。
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进程控制块PCB
描述和控制进程的运行，系统为每个进程定义了一个数据结构——进程控制块（PCB）。是进程重要的组成部分，它记录了操作系统所需的、用于描述进程的当前状态和控制进程的全部信息。 操作系统就是根据进程的PCB来感知进程的存在，并依此对进程进行管理和控制。 PCB是进程存在的唯一标识。
PCB主要包括：进程标识信息、处理机状态（PSW）、进程调度信息（状态、优先级等）、进程控制信息 （程序和数据地址、进程同步和通信机制等）。
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进程上下文
进程执行时需要操作系统为其设置相应的执行环境，如系统堆栈、地址映像寄存器、程序计数器、程序状态字、打开文件表以及相关通用寄存器等。 所以，把进程的物理实体与支持进程执行的物理环境合称为进程上下文。
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进程上下文切换
进程上下文切换发生在不同的进程之间而不是同一个进程内。
进程上下文切换分成三个步骤：
（1） 把被切换进程的相关信息保存到有关存储区，例如该进程的PCB中。
（2） 操作系统中的调度和资源分配程序执行，选取新的进程。
（3） 将被选中进程的原来保存的正文部分从有关存储区中取出，并送至寄存器与堆栈中,激活被选中进程执行。
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单线程与多线程
单线程
每个正在运行的程序（即进程），至少包括一个线程，这个线程叫主线程。
主线程在程序启动时被创建，用于执行main函数。只有一个主线程的程序，称作单线程程序。
主线程负责执行程序的所有代码（UI展现以及刷新，网络请求，本地存储等等）。这些代码只能顺序执行，无法并发执行。
多线程
拥有多个线程的程序，称作多线程程序。
iOS允许用户自己开辟新的线程，相对于主线程来讲，这些线程，称为子线程。可以根据需要开辟若干子线程。
子线程和主线程都是独立的运行单元，各自的执行互不影响，因此能够并发执行。
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进程间通信方式
进程间通信（IPC，Interprocess communication）是一组编程接口，让程序员能够协调不同的进程，使之能在一个操作系统里同时运行，并相互传递、交换信息。这使得一个程序能够在同一时间里处理许多用户的要求。因为即使只有一个用户发出要求，也可能导致一个操作系统中多个进程的运行，进程之间必须互相通话。IPC接口就提供了这种可能性。每个IPC方法均有它自己的优点和局限性，一般，对于单个程序而言使用所有的IPC方法是不常见的。
IPC方法包括管道（PIPE）、消息排队、旗语、共用内存以及套接字（Socket）。
- 管道( pipe )：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。
- 有名管道 (named pipe) ： 有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。
- 信号量( semophore ) ： 信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。
- 消息队列( message queue ) ： 消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。
- 信号 ( sinal ) ： 信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生。
- 共享内存( shared memory ) ：共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号量，配合使用，来实现进程间的同步和通信。
- 套接字( socket ) ： 套解口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同及其间的进程通信。
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线程之间的通信方式
锁机制：包括互斥锁、条件变量、读写锁
*互斥锁提供了以排他方式防止数据结构被并发修改的方法。
*读写锁允许多个线程同时读共享数据，而对写操作是互斥的。
*条件变量可以以原子的方式阻塞进程，直到某个特定条件为真为止。对条件的测试是在互斥锁的保护下进行的。条件变量始终与互斥锁一起使用。
信号量机制(Semaphore)：包括无名线程信号量和命名线程信号量
信号机制(Signal)：类似进程间的信号处理
线程间的通信目的主要是用于线程同步，所以线程没有像进程通信中的用于数据交换的通信机制。
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多进程与多线程对比
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什么时候用多线程?什么时候用多进程？
1）需要频繁创建销毁的优先用线程
原因请看上面的对比。
这种原则最常见的应用就是Web服务器了，来一个连接建立一个线程，断了就销毁线程，要是用进程，创建和销毁的代价是很难承受的
2）需要进行大量计算的优先使用线程
所谓大量计算，当然就是要耗费很多CPU，切换频繁了，这种情况下线程是最合适的。
这种原则最常见的是图像处理、算法处理。
3）强相关的处理用线程，弱相关的处理用进程
什么叫强相关、弱相关？理论上很难定义，给个简单的例子就明白了。
一般的Server需要完成如下任务：消息收发、消息处理。“消息收发”和“消息处理”就是弱相关的任务，而“消息处理”里面可能又分为“消息解码”、“业务处理”，这两个任务相对来说相关性就要强多了。因此“消息收发”和“消息处理”可以分进程设计，“消息解码”、“业务处理”可以分线程设计。
当然这种划分方式不是一成不变的，也可以根据实际情况进行调整。
4）可能要扩展到多机分布的用进程，多核分布的用线程
原因请看上面对比。
5）都满足需求的情况下，用你最熟悉、最拿手的方式
至于“数据共享、同步”、“编程、调试”、“可靠性”这几个维度的所谓的“复杂、简单”应该怎么取舍，我只能说：没有明确的选择方法。但我可以告诉你一个选择原则：如果多进程和多线程都能够满足要求，那么选择你最熟悉、最拿手的那个。
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进程状态转换图
1）运行：当一个进程在处理机上运行时，则称该进程处于运行状态。处于此状态的进程的数目小于等于处理器的数目，对于单处理机系统，处于运行状态的进程只有一个。在没有其他进程可以执行时（如所有进程都在阻塞状态），通常会自动执行系统的空闲进程。
（2）就绪：当一个进程获得了除处理机以外的一切所需资源，一旦得到处理机即可运行，则称此进程处于就绪状态。就绪进程可以按多个优先级来划分队列。例如，当一个进程由于时间片用完而进入就绪状态时，排入低优先级队列；当进程由I／O操作完成而进入就绪状态时，排入高优先级队列。
（3）阻塞：也称为等待或睡眠状态，一个进程正在等待某一事件发生（例如请求I/O而等待I/O完成等）而暂时停止运行，这时即使把处理机分配给进程也无法运行，故称该进程处于阻塞状态。
参考于：http://blog.csdn.net/hyqsong/article/details/51592992
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线程状态转换图
参考于：http://www.cnblogs.com/bhlsheji/p/5099362.html