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进程与线程都是程序员在学习操作系统开发技术知识的时候需要了解的一些编程基本概念，而今天我们就一起来了解一下，线程与进程之间的区别。
进程(process)和线程(thread)是操作系统的基本概念，但是它们比较抽象，不容易掌握。 近，我读到一篇材料，发现有一个很好的类比，可以把它们解释地清晰易懂。
1、计算机的核心是CPU，它承担了所有的计算任务。它就像一座工厂，时刻在运行。
2、假定工厂的电力有限，一次只能供给一个车间使用。也就是说，一个车间开工的时候，其他车间都必须停工。背后的含义就是，单个CPU一次只能运行一个任务。
3、进程就好比工厂的车间，它代表CPU所能处理的单个任务。任一时刻，CPU总是运行一个进程，其他进程处于非运行状态。
4、一个车间里，可以有很多工人。他们协同完成一个任务。
5、线程就好比车间里的工人。一个进程可以包括多个线程。
6、车间的空间是工人们共享的，比如许多房间是每个工人都可以进出的。这象征一个进程的内存空间是共享的，每个线程都可以使用这些共享内存。
7、可是，每间房间的大小不同，有些房间 多只能容纳一个人，比如厕所。里面有人的时候，其他人就不能进去了。这代表一个线程使用某些共享内存时，其他线程必须等它结束，才能使用这一块内存。
8、一个防止他人进入的简单方法，就是门口加一把锁。先到的人锁上门，后到的人看到上锁，就在门口排队，等锁打开再进去。这就叫"互斥锁"(Mutual exclusion，缩写 Mutex)，防止多个线程同时读写某一块内存区域。
9、还有些房间，可以同时容纳n个人，比如厨房。也就是说，如果人数大于n，多出来的人只能在外面等着。就好比某些内存区域，只能供给固定数目的线程使用。
10、这时的解决方法，就是在门口挂n把钥匙。进去的人就取一把钥匙，出来时再把钥匙挂回原处。后到的人发现钥匙架空了，就知道必须在门口排队等着了。这种做法叫做"信号量"(Semaphore)，用来保证多个线程不会互相冲突。
不难看出，mutex是semaphore的一种特殊情况(n=1时)。也就是说，完全可以用后者替代前者。但是，因为mutex较为简单，且效率高，所以在必须保证资源独占的情况下，还是采用这种设计。
11、操作系统的设计，因此可以归结为以下三点：
(1)以多进程形式，允许多个任务同时运行;
(2)以多线程形式，允许单个任务分成不同的部分运行;
(3)提供协调机制，一方面防止进程之间和线程之间产生冲突，另一方面允许进程之间和线程之间共享资源
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2025-08-07
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