進程、多線程

進程是包含程序指令和相關資源的集合。每個進程和其他進程一起參與調度，競爭CPU，內存等系統資源。

每次進程切換，都存在進程資源的保存和恢復動作，這稱爲上下文切換。

進程的引入可以解決支持多用戶的問題，但是多進程系統也在如下方面產生了新的問題：進程頻繁切換引起的額外開銷可能會嚴重影響系統性能。
進程間通信要求複雜的系統級實現。在程序功能日趨複雜的情況下，上述缺陷也就凸現出來。比如，一個簡單的GUI程序，爲了有更好的交互性，通常用一個任務支持界面交互，另一個任務支持後臺運算。如果每個任務均由一個進程來實現，那會相當低效。對每個進程來說，系統資源看上去都是其獨佔的。比如內存空間，每個進程認爲自己的內存空間是獨有的。一次切換，這些獨立資源都需要切換。由此就演化出了利用分配給同一個進程的資源，儘量實現多個任務的方法。這也就引入了線程的概念。同一個進程內部的多個線程，共享的是同一個進程的所有資源。比如，與每個進程獨有自己的內存空間不同，同屬一個進程的多個線程共享該進程的內存空間。例如在進程地址空間中有一個全局變量globalVar，若A線程將其賦值爲1，則另一線程B可以看到該變量值爲1。兩個線程看到的全局變量globalVar是同一個變量通過線程可以支持同一個應用程序內部的併發，免去了進程頻繁切換的開銷，另外併發任務間通信也更簡單。

目前多線程應用主要用於兩大領域：網絡應用和嵌入式應用。爲什麼在這兩個領域應用較多呢？因爲多線程應用能夠解決兩大問題：併發。網絡程序具有天生的併發性。比如網絡數據庫可能需要同時處理數以千計的請求。而由於網絡連接的時延不確定性和不可靠性，一旦等待一次網絡交互，可以讓當前線程進入睡眠，退出調度，處理其他線程。這樣就能夠有效利用系統資源，充分發揮系統處理能力。實時。線程的切換是輕量級的，所以可以保證足夠快。每當有事件發生，狀態改變，都能有線程及時響應，而且每次線程內部處理的計算強度和複雜度都不大。在這種情況下，多線程實現的模型也是高效的。在有些語言中，對多線程或者併發的支持是直接內建在語言中的，比如Ada和VHDL。在C++裏面，對多線程的支持由具體操作系統提供的函數接口支持。不同的系統中具體實現方法不同。