什麼是進程、線程
進程是對運行時程序的封裝，時系統進行資源調度和分配的基本單位，實現了操作系統的併發；
線程是進程的子任務，時CPU調度和分配的基本單位，用於保證程序的實時性，實現進程內部的併發，線程是操作系統可識別的最下執行單位和調度單位。每個線程都獨佔用一個虛擬處理器：獨自的寄存器組，指令計數器和處理器狀態，每個線程完成不同的動態內存，但是共享同一地址空間（同樣的動態內存，映射地址，目標代碼等等），打開的文件隊列和其他內核資源。
區別
- 一個線程只能屬於一個進程，而一個進程可以用多個線程，但至少有一個線程，線程依賴進程而存在
- 進程在執行過程中游泳獨立的內存單元，而多個線程共享進程的內存（資源分配給進程，同一進程的所有線程共享該進程的所有資源，同一進程中的多個線程共享代碼段，數據段（全局變量和靜態變量），擴展段（堆存儲），但是每個線程擁有自己的棧段，棧段又叫運行時段，用來存放所有局部變量和臨時變量）
- 進程是資源分配的最下單位，線程是CPU調度的最下單位
- 系統開銷：由於在創建和這撤銷進程時，系統都要爲之分配和回收資源，如內存空間、I/O設備等，因此，操作系統所付出的開銷將顯著地大於在創建或撤銷時的開銷。類似地，在進程切換時，涉及到整個當前進程CPU環境的保存以及新被調度運行的進程的CPU環境設置。而線程切換隻須保存和設置少量寄存器的內容，並不涉及存儲器管理方面的操作，所以進程的切換開銷遠大於線程切換的開銷
- 通信：由於同一進程中的多個線程具有相同的地址空間，使它們之間的同步和通信的實現也變得比較容易。進程間通信IPC，線程間也可以直接讀寫進程數據段來進行通信——需要進程同步和互斥手段的輔助，以保證數據的一致性。在有的系統中，線程的切換、同步和通信都無須操作系統內核的干預
- 進程編程調試簡單可靠性高，但是創建銷燬開銷大；線程相反，開銷小，切換速度快，但是編程調試相對複雜
- 進程間不會相互影響，線程一個線程掛掉將導致整個進程廢掉
- 進程適應於多核，多機分佈；線程適用於多核
進程間通信的方式
進程間通信主要通過管道、系統IPC（包括消息隊列，信號量，信號，共享內存等），套接字socket
1.管道：
管道主要包括無名管道和命名管道，管道可用於具有親緣關係的父子進程間的通信，有名管道除了具有管道所具有的功能外，它還允許無親緣關係進程間的通信
1.1普通PIPE管道
①它是半雙工的（數據只能在一個方向上流動），具有固定的讀端和寫端
②它只能用於具有親緣關係的進程之間的通信（父子，兄弟進程之間）
③它可以看成是一種特殊文件，對於它的讀寫也可以使用普通的read，write等函數。但它不是普通的文件，並不屬於其 他任何文件系統，並且只存在於內存中。
1.2命名管道FIFO
①FIFO可以在無關的進程之間交換數據
②FIFO有路徑名與之相關聯，它以一種特殊設備文件形式存在於文件系統中
2系統IPC
2.1消息隊列
消息隊列是消息的鏈接表，存放在內核中，一個消息隊列由一個標識符來標記。消息隊列克服了信號傳遞信息少，管道只能承載無格式字節流以及緩衝區大小受限等特點。具有寫權限的進程可以按照一定的規則向消息隊列中添加新信息，對消息隊列有讀權限的進程可以從消息隊列中讀取信息
特點：
①消息隊列是面向記錄的，其中的消息具有特定的格式以及特定的優先級
②消息隊列獨立於發送與接收進程，進程終止時，消息隊列及其內容並不會刪除。
③消息隊列可以實現消息的隨機查詢，消息不一定要以先進先出的次序讀取，也可以按消息的類型讀取
2.2信號量
信號量與IPC結構不同，它是一個計數器，可以用來控制多個進程對共享資源的訪問。信號量用於實現進程間的互斥與同步，而不是用於存儲進程間的數據
特點：
①信號量用於進程間同步，若要在進程間傳遞數據需要結合共享內存
②信號量基於操作系統的PV操作，程序對信號量的操作都是原子操作
③每次對信號量的PV操作不僅限於對信號量值加1或減1，而且可以加減任意正整數。
④支持信號量組
2.3信號
信號是一種比較複雜的通信方式，用於通知接收進程某個事件已經發生
2.4共享內存
共享內存使得多個進程可以訪問同一塊內存空間，不同進程可以及時看到對方進程中對共享內存中的數據的更新。這種方式需要依靠某種同步操作，如互斥鎖和信號量
特點：
①共享內存是最快的一種IPC，因爲進程是直接對內存進行讀取
②因爲多個進程可以同時操作，所以需要進行同步
③信號量+共享內存通常結合在一起使用，信號量用來同步對共享內存的訪問
3套接字socket
socket是一種進程間通信機制，與其它通信機制不同的是它可以用於不同主機之間的通信
線程間的通信方式
臨界區：通過多線程的串行化來訪問公共資源或一段代碼段，速度快，適合控制數據訪問
互斥量：採用互斥對象機制，只有擁有互斥對象的線程纔有訪問公共資源的權限。因爲互斥對象只有一個，所以可以保證公共資源不會被多個線程同時訪問
信號量：爲控制具有有限數量的用戶資源而設計的，它允許多個線程在同一時刻去訪問此資源的最大線程數目
事件（信號）：通過通知操作的方式來保持多線程同步，還可以方便的實現多線程優先級的比較操作
線程產生的原因
進程可以使多個程序併發執行，以提高資源的利用率和系統的吞吐量，但進程同一時間只能幹一件事，進程在執行的過程中如果阻塞，整個進程都會掛起，即使進程中有些工作不依賴於等待的資源，任然不會執行。因此操作系統引入了比進程粒度更小的線程，作爲併發執行的基本單位，從而減少程序在併發執行時所付出的時空滯銷，提高併發性。
從資源上講，線程是一種非常節儉的多任務操作方式。在Linux系統下，啓動一個新的進程必須分配給它獨立的地址空間，建立衆多的數據表來維護它的代碼段、堆棧段和數據段。
從切換效率上講，運行一個進程中的多個線程，它們之間使用相同的地址空間，而且線程間彼此切換所需要的時間也遠遠小於進程間切換的時間。
從通信機制上講，對不同進程來說，它們具有獨立的數據空間，要進行數據的傳遞只能通過進程間的通信的方式，不僅浪費時間而且很不方便。線程則不同，由於同一進程下的線程之間共享數據空間，所以一個線程的數據可以直接爲其他線程所使用，不僅快捷而且方便