【多线程编程的第一课】进程和线程的概念，区别，联系

0. 前言

要想了解多线程，那就绕不开进程，所以我们在学习多线程之前先简单了解一下进程。

1. 进程

进程是操作系统的基础，是一次程序的执行。进程包括线程（分为单线程，多线程），是系统进行资源分配和调度的一个基本单位，每个进程都有自己独立的内存空间和执行上下文。

例如：当我们打开自己电脑的“任务管理器”，我们会发现一个运行的程序，而这些运行的程序都是独立的进程，是动态的。
注意：只有程序运行时才是一个进程，不运行时只是一个可执行文件，是静态的。

2. 进程控制块（PCB）

PCB是一个结构体（可以说是一个低配的类，一般通过C/C++实现），里面记录了进程的各种属性，可以通过一系列数据结构来管理操作系统中的进程，对进程创建、终止、挂起、恢复等操作。
PCB是操作系统中的重要概念，它的设计和实现可以影响操作系统的性能和稳定性。

3. 线程

3.1 线程概念

线程是进程运行中一个小的执行单元，被称为轻量级进程。一个进程中至少有一个线程，这些线程可以并发执行，共享进程的资源。

例如：一个微信在运行的时候，是一个进程，而其中会包括许多线程（发送表情线程、传输文件线程、视频通话线程等），这些线程可以同时运行，从而执行对应功能。

3.2 为什么引入线程

我们可以把最原始的进程比作一个工厂，里面只能有一个生产线，这个时候没有引入线程，但我们仍可以把生产线比作成线程方便理解。
工厂在开工时，程序也在运行。
可是，当有一天工厂需要扩大规模，由于没有引入线程的概念，每个工厂只能有一条生产线，所以我们需要建立多个新工厂（多进程），需要选地址，花费人力建筑，完成后还需要花费更多的人力去管理，不同工厂在不同位置，当运输材料时，也需要花费人力时间。
而当我们引入线程的概念，那么工厂就不会局限于只能有一条生产线，我们可以在工厂内建立很多生产线（假设工厂足够大），省下很多空间，并且可能以前有些员工工作量较小，提现不出他们的价值，还可以增大员工的工作量，充分发挥每一人的潜力，使工厂更强大。（有点黑心老板的感觉，哈哈哈）

当然，多进程并不一无是处，我们前面是假设工厂足够大，当工厂不够大的时，还是需要多建立新的工厂，提高产量，并且员工分离，也减少了矛盾，拥有更多空间，如果发生火灾等危害，损耗也不会太大，所以多进程，多线程都会存在。
通过上面，也知道线程了的优点，下面在用书面语总结一下。

1. 提高程序性能。多线程可以将计算密集型任务和I/O密集型任务分离，让系统的CPU资源得到更好的利用，可以加快程序的执行速度。
2. 提高程序的响应速度。多线程可以将任务划分为多个较小的子任务并
   行执行，从而减少任务的响应时间，提高系统的交互性和即时性。
3. 改进程序的结构。多线程可以让程序的不同部分并行执行，使得程序结构更加清晰、简单，便于维护和调试。
4. 充分利用多核处理器的优势。随着计算机硬件的发展，多核处理器已经成为主流，多线程可以让程序在多个CPU核心上并发执行，充分利用多核处理器的特点，提高系统的性能。

4. 进程和线程区别与联系

进程和线程是操作系统中的两个核心概念，它们具有以下的区别和联系：

1. 进程是资源分配的最小单位，而线程是CPU调度的最小单位。

2. 进程具有独立的地址空间，而线程共享所属进程的地址空间。

3. 进程之间相互独立，互不干扰，但线程之间共享进程的资源，因此线程之间会互相影响。

4. 进程可作为独立的程序单元存在，而线程必须依赖于进程而存在。

5. 进程拥有自己的一套堆栈空间和全局变量，而线程没有自己的堆栈，共享进程的堆栈空间和全局变量。

6. 进程之间通信需要通过进程间通信机制来实现，而线程之间可以直接共享进程的内存，因此通信比较方便。

7. 进程创建和销毁的开销比较大，因为需要为进程分配独立的资源和空间；而线程创建和销毁的开销较小，因为它们共享进程的资源和空间。

综上所述，进程和线程是相互依存、互相协作的概念，它们在系统运行中各有自己的作用和优势，应用需要根据需求和实际情况合理选择。