問答專欄Q & A COLUMN
首先，Linux多線程和多進(jìn)程的作用其實(shí)作用都差不多，主要是為了完成并發(fā)任務(wù)。
其次，我們再來看看什么是進(jìn)程，什么是線程，以及它們之間的關(guān)系。
線程是執(zhí)行體，用來執(zhí)行我們寫的代碼或指令，多個(gè)線程可以同時(shí)執(zhí)行。
進(jìn)程是容器，包含了線程執(zhí)行所需要的一切系統(tǒng)資源，線程只能在進(jìn)程空間中執(zhí)行，進(jìn)程中可以包含多個(gè)執(zhí)行線程，但只有一個(gè)主線程，我們代碼中包含main函數(shù)的線程也就是進(jìn)程中的主線程。
進(jìn)程本身是不活躍的，在Linux中，如果進(jìn)程中的所有執(zhí)行線程都已經(jīng)退出，而父進(jìn)程沒有捕獲子進(jìn)程結(jié)束的信號(hào)，此時(shí)該進(jìn)程則會(huì)變?yōu)榻┦M(jìn)程，該進(jìn)程不占CPU時(shí)間，但會(huì)占據(jù)系統(tǒng)資源，如果大量存在，必定會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)資源被耗盡，導(dǎo)致死機(jī)。
通俗的比喻就是，操作系統(tǒng)就像一個(gè)手工作坊，進(jìn)程就相當(dāng)于作坊中一個(gè)個(gè)獨(dú)立的工作車間，而線程就相當(dāng)于車間中真正勞作的工人，沒有工人的車間是無法進(jìn)行生產(chǎn)的。
進(jìn)程空間之間彼此隔離，可以說互不影響，就相當(dāng)于上述手工作坊中的兩個(gè)車間中都有個(gè)叫張三的人，但其中一個(gè)因?yàn)樯习鄷r(shí)間玩手機(jī)被老板開除了，而另一個(gè)車間中的張三卻不會(huì)受到任何影響。(當(dāng)然，這不是絕對的，Linux子進(jìn)程會(huì)在創(chuàng)建初期共享父進(jìn)程的進(jìn)程空間，而vfork系統(tǒng)調(diào)用會(huì)導(dǎo)致這種共享一直存在，導(dǎo)致父進(jìn)程中的變量修改會(huì)影響子進(jìn)程數(shù)據(jù)，而fork則采用寫時(shí)拷貝技術(shù)來避免了這個(gè)問題)。
由于進(jìn)程的這種隔離性，進(jìn)程之間共享數(shù)據(jù)和通信也變得麻煩許多，一般的技術(shù)手段就是管道，POSIX信號(hào)，System V信號(hào)，共享內(nèi)存，Socket網(wǎng)路通信等等。
線程之間也沒有進(jìn)程那么麻煩，它們是共享整個(gè)進(jìn)程空間的，這就像車間里要開小組會(huì)議，一個(gè)人發(fā)言的時(shí)候大家都能聽到，但這又造成了另一個(gè)問題，畢竟一個(gè)車間十來號(hào)人，難免人多嘴雜，怎么保證一個(gè)人發(fā)言的中途沒人插嘴呢，這就是線程同步的問題，一般的技術(shù)手段就是信號(hào)量，互斥鎖，讀寫鎖，文件鎖等等。
當(dāng)然，多線程中同步的問題在多進(jìn)程中依然會(huì)遇到，解決辦法自然也就和多線程差不多。
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先聲明下，什么是多進(jìn)程、多線程
什么是多進(jìn)程？
在計(jì)算中，進(jìn)程是正在執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序的一個(gè)實(shí)例?；蛘吆唵蔚卣f，運(yùn)行程序也稱為進(jìn)程。
多進(jìn)程意味著“在單個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中具有兩個(gè)或更多個(gè)CPU。
例如，如果計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有雙核心，并且同時(shí)運(yùn)行（執(zhí)行）兩個(gè)進(jìn)程（同時(shí)），則可以通過將每個(gè)進(jìn)程分配給系統(tǒng)的每個(gè)核心來實(shí)現(xiàn)。因此，這兩個(gè)過程可以同時(shí)執(zhí)行。換句話說，多進(jìn)程可以定義為多個(gè)進(jìn)程可以同時(shí)執(zhí)行，而不是一個(gè)接一個(gè)地執(zhí)行。在多進(jìn)程中，每個(gè)進(jìn)程都有不同的地址空間和資源。
什么是多線程？
進(jìn)程是線程的集合。線程是一個(gè)輕量級(jí)的過程。線程執(zhí)行是執(zhí)行的小處理單元。
每個(gè)進(jìn)程包含許多線程，所有線程共享相同的內(nèi)存空間。
同一個(gè)進(jìn)程中可以存在多個(gè)線程，共享內(nèi)存等資源，而不同的進(jìn)程不共享這些資源。
在單個(gè)處理器上，多線程通常通過時(shí)分多路復(fù)用（如多任務(wù)處理）：處理器在不同的線程之間切換。
這種上下文切換通常發(fā)生得足夠頻繁，以至于用戶感覺到線程或任務(wù)同時(shí)運(yùn)行。
線程與進(jìn)程有什么不同？
線程不同于傳統(tǒng)的多任務(wù)操作系統(tǒng)進(jìn)程：
進(jìn)程通常是獨(dú)立的，而線程作為進(jìn)程的子集存在
進(jìn)程比線程攜帶更多的狀態(tài)信息，而進(jìn)程內(nèi)的多個(gè)線程共享進(jìn)程狀態(tài)以及內(nèi)存和其他資源
進(jìn)程具有獨(dú)立的地址空間，而線程共享其地址空間
進(jìn)程只能通過系統(tǒng)提供的進(jìn)程間通信機(jī)制進(jìn)行交互
同一進(jìn)程中的線程之間的上下文切換通常比進(jìn)程之間的上下文切換更快
多線程調(diào)度
操作系統(tǒng)通過以下兩種方式之一來調(diào)度線程：
先發(fā)制人的多線程一般被認(rèn)為是優(yōu)越的方法，因?yàn)樗试S操作系統(tǒng)確定何時(shí)發(fā)生上下文切換。搶占式多線程的缺點(diǎn)是系統(tǒng)可能會(huì)在不恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間進(jìn)行上下文切換，引起鎖車隊(duì)，優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)或其他負(fù)面影響，這可能會(huì)通過協(xié)作式多線程來避免。
另一方面，合作多線程依賴于線程自己放棄控制，一旦他們在停止點(diǎn)。如果線程正在等待資源變?yōu)榭捎脿顟B(tài)，則會(huì)產(chǎn)生問題。
線程的保護(hù)機(jī)制
一個(gè)線程將共享父進(jìn)程的所有全局變量和文件描述符，允許程序員在一個(gè)進(jìn)程內(nèi)輕松地分離多個(gè)任務(wù)。
它共享一切，除了每個(gè)線程將有自己的程序計(jì)數(shù)器，堆棧和寄存器。由于每個(gè)線程都有自己的堆棧，所以線程之間不會(huì)共享局部變量。
由于一個(gè)進(jìn)程的所有線程共享相同的全局變量，所以同步訪問全局變量會(huì)出現(xiàn)問題。例如，我們假設(shè)你有一個(gè)全局變量X和兩個(gè)線程A和B.假設(shè)線程A和B只會(huì)增加X的值。當(dāng)線程A開始執(zhí)行時(shí)，它將把X的值復(fù)制到寄存器中并遞增。在它有機(jī)會(huì)將值寫回內(nèi)存之前，此線程被暫停。下一個(gè)線程開始，讀取第一個(gè)線程讀取的相同的X值，遞增并寫回到內(nèi)存。然后，第一個(gè)線程完成執(zhí)行并將其值從寄存器寫回到內(nèi)存。在這兩個(gè)線程完成之后，X的值會(huì)按照您的預(yù)期遞增1而不是2。
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