1.进程的概念

平时在使用电脑的过程中，可能会登陆QQ，一边开着网易云音乐，一边开着chrome浏览器或者火狐浏览器在网页上看视频，甚至还会打开word软件，编辑文档。

假设现在电脑上同时打开这四个程序，QQ，网易云音乐，chrome浏览器，word软件，此时对电脑主机来说，CPU(中央处理器)会在这打开的四个程序中依次循环切换。

现在一颗主流的CPU的主频为2.5Ghz，其意思就是说在1秒钟内，这颗CPU可以在上述四个程序中来回切换2.5乘以10的9次方次

所以在使用电脑的人看来，电脑是在同时执行这四个程序。

在CPU运行的过程中，每一个CPU时间点内，一核心cpu只能运行一个进程。

也就是说在某个CPU时间片上，一个CPU核心如果切换到QQ程序时，其余三个程序会被CPU暂停，也即阻塞，不过这个阻塞的时间间隔很短。

同样的，在某个时刻，当chrome浏览器在运行的时候，其余的三个程序也会被暂停。

当程序切换的时候，需要一个媒介来保存程序的运行，暂停，恢复等信息，这就个媒介就是进程。

进程的概念

• 进程是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统的结构基础。
• 进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

• 进程一般由程序，数据集，进程控制块三部分组成：

  程序用来描述进程要完成哪些功能以及如何完成

  数据集是程序在执行过程中所需要使用的资源

  进程控制块用来记录进程的外部特征，描述进程的执行变化过程，操作系统可以利用它来控制和管理进程，控制块是系统感知进程存在的唯一标志

2.线程的概念

假设在用浏览器打开一个网页，这时浏览器一边把网页下载到硬盘上，浏览器一边对网页进行渲染，生成用户看到网页。

在这同时，浏览器还要与网页服务器保持连接。在这个过程中，浏览器会生成多个进程，同时会在这多个进程之间来回切换。

这多个进程的协作涉及到进程间通信问题，进程间不停的切换造成主机性能上的损失。

这时就需要一种机制来保存和恢复进程间的通信内容，减少通信所带来的性能损耗，这种机制就是线程

线程的出现是为了降低上下文切换的消耗，提高系统的并发性，并突破一个进程在一个时间点只能服务一个程序的缺陷，拿到进程内并发成为可能。

线程也叫轻量级进程 ，是一个基本的CPU执行单元，也是程序执行过程中的最小单元

线程由线程ID，程序讲数器，寄存器集合和堆栈共同组成。

线程是进程的一个实体，是cpu调度和分派的基本单位，是比进程更小的能独立运行的基本单位。

线程的引入减小了程序 并发执行时的开销，提高了操作系统的并发性能。线程没有自己的系统资源。

3.进程与线程的关系

1.一个线程只能属于一个进程 ，而一个进程可以有多个线程，但至少有一个线程2.资源分配给进程，同一个进程的所有线程共享该进程的所有资源3.CPU的资源分给线程，即真正在CPU上运行的是线程4.进程拥有它自己的独立空间。线程是通过进程创建的，在进程之间共享该进程的内存空间5.线程直接访问进程的数据块，进程是将父进程中的数据再复制出一份使用6.进程中的线程间是可以直接通信的，子进程与父进程不能直接通信，但可以通过队列管道相互交流数据7.一个新的线程创建很容易，一个新的进程创建需要从父进程里重新拷贝父进程的所有数据，创建进程会耗费系统资源8.一个进程中的多线程间可以控制其它进程，进程只能控制它的子进程 9.改变主线程优先级会影响线程在进程中的行为，改变父进程不会影响子进程

4.进程与线程的切换原则

首先要明白的是，进程的切换者是操作系统

4.1 CPU遇到时间片会切换进程

在现代操作系统中，不可能只运行一个程序。当操作系统中运行了多个程序的时候，CPU不可能一直执行某一个程序，

CPU会在操作系统运行的多个程序间来回进行切换，这个CPU的时间片是非常短的。

4.2 程序遇到IO操作的时候

例如，在系统上运行了两个程序，程序A和程序B，当程序A在请求某个网页的时候，由于网络的延迟，网页从服务器上响应到本地缓存中需要一些时间

这个时间相对于CPU来说是很长的，此时CPU就会切换到程序B运行，

4.3 程序优先级切换

在操作系统中，通常每生成一个进程，这个进程都会有一个执行的优先级。

例如在linux系统中，可以使用renice命令来调整进程的运行优先级。

在某一个时刻，操作系统中运行多个程序时，哪个进程的运行优先级越高，这个进程就先执行。