【计算机基础】线程与进程
基础概念
并发和并行
数字计算机的发展动力：做的更多和更快。
并发：同时具有多个活动的系统。【多进程导致并发】
并行：并发使一个系统运行的更快。【同时执行多条指令称为指令并行】
进程
进程是什么？
- 进程是操作系统对一个正在运行的程序的抽象。
- 进程是操作系统进行资源分配和调度的独立单位。
为什么这样做？
操作系统分时处理各个程序能够上去像同时运行多个程序。——并发
怎么做到的？
每一个进程都有自己的上下文，上下文包括跟踪进程运行状态所需要的所有信息（例如：PC、寄存器文件当前值、主存内容）。
进程切换就是保存当前进程上下文，恢复新进程的上下文。进程间切换就是控制权转移。
进程数和CPU个数的关系？
进程数可以大于CPU的个数，多核处理器能够并发执行多个进程。
进程间通信
因为进程间有独立的虚拟地址空间，想要和其他流通信，控制流必须使用某种显式的进程间通信IPC机制。
- 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。
- 命名管道FIFO：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。
- 消息队列MessageQueue：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。
- 共享存储SharedMemory：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。
- 信号量Semaphore：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。
- 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。
- 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。
虚拟存储器
虚拟存储器指的是每个进程都在独占地使用主存的假象。每个进程看到的是一致的存储器，称为虚拟地址空间。
每个进程看到的虚拟地址空间由大量准确定义的区构成，每个区都有专门的功能。
地址从低到高分别为：程序代码和数据、堆（存放数据，可以动态收缩）、共享库、栈（实现函数调用，同样动态收缩）、内核虚拟存储器（总是驻留在内存中，是操作系统的一部分）。
线程
什么是线程？
- 线程是进程中的执行单元。一个进程至少拥有一个线程。
- 线程是CPU调度和分配的基本单位。
- 线程由内核自动调度，每个线程都有它自己的线程上下文（唯一的整数线程ID（TID）、栈、栈指针、程序计数器、通用的目的寄存器和条件码）。
- 同一个进程中的线程之间共享虚拟空间中除线程上下文的部分。
线程间关系？
- 一个线程可以创建和撤销另一个线程。
- 同一个进程中的线程可以并行执行。
线程和进程的关系？
- 进程由线程组成。
- 每个线程运行在进程的上下文中，共享同样的代码和全局数据。
- 有了线程，一个进程中就可以有多个控制流。
为什么需要线程？
当有多处理器的时候，多线程也是一种使程序可以更快运行的方法，并发。
同时多线程（超线程）是一项允许一个CPU执行多个控制流的技术。
线程和进程的区别？
- 进程和线程是不同的操作系统资源管理方式。
- 进程间都是独立的地址空间，同一个进程的线程间存在共享的地址空间。
- 但是一个线程死掉，对应的进程就会死掉。但是进程间不会相互影响，保护模式下，一个进程死掉不会影响其他进程。
- 在执行方面。一个线程的上下文要比进程的上下文小得多，线程的上下文切换要比进程的上下文切换快得多。
- 线程是处理器调度的基本单位，进程不是。
多线程通信
- 全局变量。进程中的线程间内存共享，这是比较常用的通信方式和交互方式。注：定义全局变量时最好使用volatile来定义，以防编译器对此变量进行优化。
- Message消息机制。常用的Message通信的接口主要有两个：PostMessage和PostThreadMessage。PostMessage为线程向主窗口发送消息。而PostThreadMessage是任意两个线程之间的通信接口。
- CEvent对象。CEvent为MFC中的一个对象，可以通过对CEvent的触发状态进行改变，从而实现线程间的通信和同步。