一、進程

　　1.1 進程的含義

　　廣義的說，進程是一個具有獨立功能的程序關于某個數(shù)據(jù)集合的一次運行活動。

　　1.2 進程的狀態(tài)

　　三態(tài)模型：等待態(tài)、就緒態(tài)、運行態(tài)。（五態(tài)模型比三態(tài)模型多了新建態(tài)和終止態(tài)）。--從名字可以推斷各種狀態(tài)的形態(tài)。

　　1.3 進程的特征

　　進程的特征有四點：動態(tài)性、并發(fā)性、獨立性、異步性。

　　動態(tài)性--進程的實質是程序在多道程序系統(tǒng)中的一次執(zhí)行過程，既然是過程就要有始有終，所以進程會產生、會消亡。進程執(zhí)行完畢后，一般不會留下關于它運行的一絲痕跡。

　　并發(fā)性--任何進程都可以與其他進程一起并發(fā)執(zhí)行，并發(fā)是任意時刻只有一個程序在運行（要與并行區(qū)別）。

　　獨立性--進程是一個獨立運行的基本單位，同時也是系統(tǒng)分配資源和調度的基本單位。

　　異步性--由于進程間的相互制約，使進程具有執(zhí)行的間斷性，即進程按各自獨立的、不可預知的速度向前推進。

　　1.4 進程的調度

　　進程的調度分為搶占式和非搶占式。

　　搶占式調度：搶過來自己占用。

　　無論是搶占式還是非搶占式，都要依照這個隊列中任務的先后順序來運行他們。所以，隊列代表著任務的“生存周期”。只要任務還在隊列中，任務就沒有“死”，即沒有運行結束而消亡；任務就沒有“生”，即任務還未開始運行。

　　現(xiàn)在，重點就是如何安排這個隊列（五種調度算法）。

　　以隊列為基礎，搶占式調度意味著某任務A一旦運行后，可能被其他任務B搶占，現(xiàn)在就要把A移到堆底，把B移到堆頂；非搶占式調度意味著某任務A一旦運行后，就一直運行A知道結束，期間如果任務B也想要開始運行，就只能把B放在A的下面了，即任務的運行順序從它們加入隊列時就確定了，以后隊列的順序不會改變。

二、線程

　　2.1 線程的含義

　　線程是程序執(zhí)行流的最小單元，是被系統(tǒng)獨立調度和分派的基本單位。

　　進程的“進程”，線程的粒度更小。

　　2.2 線程的狀態(tài)

　　線程的狀態(tài)與進程一樣，參考五態(tài)模型。

　　2.3 線程的特點

　　· 線程是操作系統(tǒng)調度的基本單位；

　　· 線程的狀態(tài)切換比進程更迅速且開銷更小；

　　· 線程不擁有資源，只是任務的一種抽象，同一進程內的線程共享該進程的資源；

　　· 對于單核CPU，同一時刻只能運行一個線程；

　　· 一個進程至少有一個線程，且是它的主線程。

　　2.4 線程與進程的區(qū)別

　　· 進程之間相互獨立（資源獨立），線程之間共享同一進程的資源；

　　· 進程之間需要通信時，由于資源獨立，所以需要系統(tǒng)提供各種外部方法，比較繁瑣，線程之間可以通過共享數(shù)據(jù)進行通信；

　　· 線程的狀態(tài)切換比進程快且開銷小；

　　· 在多線程系統(tǒng)中，線程才是可執(zhí)行對象，因為線程是進程中的并發(fā)任務的抽象。原先，進程是運行任務的主體，有了線程過后，運行任務的重擔就落到了線程之上。

　　2.5 線程的優(yōu)點

　　·?充分利用CPU資源；

　　·?實現(xiàn)進程內并發(fā)，使用任務的粒度分得更細，有利于開發(fā)人員對任務的分解、抽象（分解與抽象原則）；

　　·?提高了程序的運行效率。

三、同步與異步

　　3.1 同步的含義

　　同步：在調用一個過程時，假如過程還在執(zhí)行，沒有返回結果，那么在該過程返回之前就不能做下一件事情。

　　3.2 異步的含義

　　異步：與同步相反，即調用一個過程時，就接著做下面的事情，不立即獲得該過程的返回值。要實現(xiàn)異步：你得學會做兩件事情：

　　1、添加新任務（創(chuàng)建線程）

　　2、知道舊任務已經結束了并跑去處理（狀態(tài)、通知和回調）。

　　3.3 實現(xiàn)異步的方法

　　創(chuàng)建線程可以通過調用API來實現(xiàn)，那么怎么知曉舊任務已經運行結束了呢？

　　狀態(tài)，即設一共享變量（FLAG），舊任務結束時，變量置為有效，之后舊任務結束，新任務循環(huán)檢測變量是否有效；

　　通知，即舊任務向新任務發(fā)送通知或消息，發(fā)完之后，舊任務結束；

　　回調，就是把舊任務做完后要做的收尾工作交給舊任務本身，這樣，舊任務做完收尾工作后便結束。

四、并發(fā)與并行

　　4.1 并發(fā)的含義

　　當有多個進程在運行時，如果系統(tǒng)是單核的CPU，那它根本不可能真正地同時運行一個以上的進程。系統(tǒng)只能把CPU運行時間劃分若干個時間段（在每個時刻段的起始時刻使用調度算法分配任務），再將每個時間段分配給每個進程執(zhí)行。在一個時間段內，某進程在運行時，其他進程處于掛起（就緒狀態(tài)）。這種方式我們稱之為并發(fā)。

　　并發(fā)的精髓就是分配時間片，微觀上是間斷的，宏觀上是連續(xù)的。

　　還有一個概念就是超線程：通過特殊的硬件指令，可以把兩個邏輯內核模擬成兩個物理超線程芯片，在但處理器中實現(xiàn)線程級的并行計算，同時相應的軟硬件的支持下大幅度提高運行效能，從而實現(xiàn)在單處理器上模擬雙處理器的效能。（但是本質上不是多核，當兩個進程使用同一資源時，就會變得復雜，性能不如多核）

　　4.2 并行的含義

　　當計算機有多個CPU（多核），一個CPU執(zhí)行一個線程，另一個CPU執(zhí)行另一個線程，兩個線程互補搶占CPU資源，可以同時進行，這種方式我們稱之為并行。

　　4.3 并發(fā)與并行的區(qū)別

　　并行是指兩個或者多個事件在同一時刻發(fā)生；并發(fā)是指兩個或者多個事件在同一時間間隔內發(fā)生。

　　并行是多核CPU的產物，微觀上更連續(xù)，宏觀上更連續(xù)；并發(fā)是單核CPU產品，微觀上間斷，宏觀上連續(xù)。

　　4.4 死鎖

　　4.4.1 死鎖的定義

　　死鎖的規(guī)范定義：集合中的每一個進程都在等待只能由集合中的其他進程才能引發(fā)的事件，那么該組進程是死鎖的。

　　4.4.2 死鎖發(fā)生的四個必要條件

　　1、互斥條件：指進程對所分配到的資源進行排他性使用，即在一段時間內某資源只由一個進程占用。如果此時還有其他進程請求資源，則請求者只能等待，知道占有資源的進程釋放資源。

　　2、請求和保持條件：指進程已經保持至少一個資源，但又提出了新的資源請求，而該資源已被其他進程占有，此時請求進程阻塞，但又對自己已獲得的其他資源保持不放。

　　3、不剝奪條件：指進程已獲得的資源，在未使用完之前，不能被剝奪，只能在使用完時由自己釋放。

　　4、環(huán)路等待條件：指在發(fā)生死鎖時，必然存在一個進程一資源的環(huán)鏈。

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總結

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