二、进程与线程

2.1  进程

     现代计算机会在同一时间做许多事，需要一些方法控制这些并发的事情。在某一瞬间，CPU只能运行一个进程，但是在较短时间内可以运行多个进程，被称为伪并行。而多处理器系统能够实现真正的硬件并行。

     一个进程就是一个正在执行的程序的实例，包括程序计数器、寄存器和变量的当前值。实际只有一个物理程序计数器，但每个进程都有自己的逻辑进程计数器。

     主要导致进程创建的事件：

1. 系统初始化
2. 正在运行的进程调用进程创建系统调用
3. 用户请求创建
4. 批处理作业的初始化

     主要终止条件：

1.  正常退出
2.  出错退出
3.  严重错误
4. 被其他进程杀死       
   

     进程的状态

1. 运行态（实际占用CPU）
2. 就绪态（可运行，但有其他进程正在运行）
3. 阻塞态（等待某种外部事件发生）

     三种状态间有四种可能地转换关系。

2.1.1 进程的实现

     操作系统维护着一张进程表，每个进程占用一个表项，包括寄存器、程序计数器、堆栈指针、内存分配状况、所打开的文件状态、账号、调度信息、有运行态装换到就绪态或阻塞态所必须的信息（这些信息保证该进程随后能再次启动，并像从未被中断过一样）等。

多道程序设计的CPU利用率技术

2.2 线程

线程中有程序计数器（记录接着要执行哪一条指令）、寄存器（保存当前的工作变量）、堆栈（记录执行历史，已调用还没有返回的过程）

进程用于把资源集中到一起，而线程则是在CPU中被调度执行的实体。所有线程都有完全一样的地址空间，共享同样的全局变量，读写甚至清除另一个线程的堆栈。每个线程自己的内容：程序计数器、寄存器、堆栈、状态。

2.2.1 线程的实现

1.用户空间

把线程包放在用户空间中，内核对线程包一无所知。这种方法的好处：可以在不支持线程的操作系统上实现；线程切换速度比内核实现要快；允许每个进程有自己的线程调度算法。

在用户空间管理线程时，每个经常需要有专用的线程表用来跟踪该进程中的线程，类似进程表，不过仅记录线程的程序计数器、堆栈指针、寄存器和状态等。

缺点：阻塞系统难以实现；页面故障问题；线程永久运行问题（一个单独的进程内部没有时钟中断）

2.内核

内核中有用来记录系统中所有线程的线程表（进程表仍然存在），系统调用通过对线程表的更新完成创建或撤销线程的工作。内核线程不需要任何新的、非阻塞系统调用，也可以解决页面故障问题。

3.混合实现

内核只识别内核级线程，并对其进行调用。其中一些内核级线程会被多个用户级线程多路复用。