知识点讲解：进程和线程

　　进程(process)和线程(thread)是操作系统的基本概念，但它们相对抽象，不易掌握。笔者为大家整理了关于进程与线索的知识点讲解，希望能帮助同学们掌握重难点。

　　许多学生都听过，像MacOSX,UNIX,Linux,Windows，等等，现代的操作系统，都是支持多任务的操作系统。什麽是「多重任务」?简而言之，操作系统能够一次运行多个任务。比方说，你一边用浏览器上网，一边听MP3，一边用Word完成作业，这就是一项多任务，至少一次工作三项。在后台也有大量的任务同时运行，只是没有在桌面上进行显示。

　　目前，多核CPU已很流行，但即使是过去的单核CPU，也能执行多任务。因为CPU执行代码全部是连续的，那么一个单核CPU如何执行多任务?回答是操作系统轮流让单个任务交替执行，Task1执行0.01秒，Task2执行0.01秒，Task2执行0.01秒，再切换到Task3，执行0.01秒……如此反复执行。看上去，每项任务都是交替执行的，然而，因为CPU执行起来确实太快了，感觉好像所有任务都在同时执行。

　　实际并行执行多任务仅适用于多核CPU，然而，由于任务的数量远远超过CPU的核心数，操作系统还自动将许多任务轮流调度到每一个内核上执行。对操作系统而言，一项任务是处理(Process)，例如，打开浏览器意味着启动一个浏览器，当打开记事本时，将启动记事本进程，而打开两个记事本，将启动两个记事本进程，开启Word，即可启动Word进程。

　　一些进程不只是在同一时间做一件事，例如Word，它可以同时进行打字，拼写检查，打印等等。要同时处理多件事情，进程中需要同时运行多个“子任务”，我们将进程中的这些“子任务”称为线程(Thread)。

　　因为每个进程至少要做一件事情，因此一个进程至少有一个线程。显然，Word这样的复杂进程可以有多个线程，而且多线程可以同时执行，而且多线程以与多进程相同的方式执行多线程，而且由操作系统快速切换多线程，使每个线程交替运行，看上去似乎与同时执行一样。毫无疑问，同时执行多线程要求多核CPU来实现这一目标。之前写过的所有Python程序，都是单任务执行的进程，即一个线程。假如要一次完成多个任务呢?存在两种解决方法：

　　一种是启动多个进程，每个进程虽然只有一个线程，但是多个进程可以执行一个以上的任务。

　　此外，还可以启动一个进程中的多个线程，以便多个线程能够同时执行多个任务。

　　但是，也有第三种方法，那就是启动多个进程，每一个进程再启动多个线程，这会导致同时执行更多的任务，当然这个模型也更复杂，而实际上很少被采用。

　　简单地说，可以通过3种方法实现多任务：

　　多重处理方式;

　　多线制;

　　多线程和多线程。

　　并行执行多个任务通常各任务之间并非没有联系，而是需要彼此沟通与协调，有时候，Task1必须暂停等待任务2完成，然后再继续，有些时候，任务3和任务4不能同时执行，因此，与我们之前写的单进程单线程程序相比，多进程和多线程程序的复杂性要高得多。

　　由于它的复杂性和调试的难度，所以没有人希望写出多个任务。然而，在许多情况下，多重任务是不可行的。想象用一台计算机看一部电影，必须用一个线程播放视频，另一个线程来播放音频，否则，单线程实现的话，只有播放完视频后，才能播放音频，或者先播放视频，这样显然不能。

　　简而言之，线程是最小执行单位，而进程至少包含一个线程。进程和线程的调度方式完全取决于操作系统，程序本身并没有能力决定何时执行、何时执行。那么，进程与线程的知识点同学们都掌握了吗?