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操作系統進程的概念最早來自於jobs（作業），前面的程序運行完，後面的才能運行，這是一個弊端。於是出現了分時的概念，程序你跑一會，我跑一會。一個程序運行起來了，它就是一個進程，如果是靜態的，它就是程序。
A process includes:
program counter and other registers
text section代碼段
stack放置局部分配的變量
data section
heap放置動態分配的程序
如果撞到一起會發生內存不足。理論上，一個程序申請的進程內存是0-4G
process state（進程狀態）
new
ready（就緒）
running 運行獲得了cpu資源
waiting（等待）
terminated
等待後不直接去運行？軟件設計理念的問題，一個進程等待態當時有另一個進程在運行，會發生碰撞，增加代碼的複雜度
就緒態-等待狀態？等待發生的條件是出現IO請求或需要等待一個事件，所以說轉去等待需要系統調用，系統調用需要cpu資源，就緒態沒有cpu資源，只有運行態時纔會有cpu資源。
操作系統進入等待態是應用程序主動通過一些操作進入的，需要 系統調用，進入了內核。
PCB(進程控制塊)
和進行運行相關的所有信息都在裏面，知道進程在內存的哪個位置，運行狀態，歷史記錄……
進程切換時PCB的作用：保存與切換當前狀態，實際就是把寄存器的內容存到內存裏，然後把內存的另一塊內容放到寄存器裏，停止當前運行進程並調度其他進程。
多種策略：設置多個寄存器，每種進程切換一個寄存器來實現現場的保存與恢復。
每一個PCB是個結構體，全部組成在一起構成了一個隊列，處於就緒狀態的進程都放在一個就緒隊列裏，等待狀態的進程根據等待的不同的設備放到不同的設備隊列裏面。
隊列程序編寫時應該選擇哪一種數據結構：根據程序的局部性原理，選擇數組
進程的創建，加載執行，等待終止
軟件的自動啓動，有shell（資源管理器）啓動，內核會啓動shell，資源管理器這樣的進程，這樣的進程再啓動其他的程序，變成一個個的進程，形成一個樹。
從資源和執行上看
父進程與子進程：
共享-嵌入式系統
繼承父進程的一部分資源-unix系統
資源不共享-windows
併發執行和等待執行
進程最好是獨立的，互不干擾的，有獨立的內存運行空間，裏面放什麼？
1.子進程克隆父進程 unix-linux
2.子進程空，需要加載一個程序放到自己的內存空間 windows
unix fork（）系統調用
一個進程在運行，執行fork（）時，把當前進程所有的複製一份，pid不一樣。兩進程同時繼續往下執行，父進程執行下一步是社麼，子進程也是一樣，此時父進程和子進程是兩個獨立的進程，訪問不同的內存單元。fork返回值有OS決定，雖然兩進程一樣，給他們的返回值不同，給父進程返回子進程的pid，給子進程pid=0。這裏子進程加載了top這個程序，佔用了內存空間，這時os讓父進程進入等待態，只有子進程退出後，父進程才能到就緒態重新運行。
當9012進程執行完後，9011這個父類開始繼續執行復制，複製後的進程號爲9013，而9012作爲父類i的值還可以繼續複製，所以9012衍生出了9014。只要i的值滿足就可以一直複製。
windows下創建新進程的API叫做Create Process 文檔 google msdn API
unix linux man查找系統調用
return 返回值 ，告訴操作系統 本次運行返回的狀態，約定0表示運行正常，其他值表示返回錯誤。OS獲得返回值沒什麼用，他實際上可以把返回值 返回給與其相關進程，做邏輯判斷、
進程結束後的回收工作，不接受父進程回收的子進程 稱作殭屍進程（zombie），佔用很多進程不結束。
也可以他殺，linux 中的kill。高級用戶有權限可以殺任何進程。
進程間的協作
1.獨立
2.協作，有些時候是需要協作的。怎麼協作？
2.1消息傳遞，通過內核複製，需要系統調用，一個send，一個receive，需要建立通信鏈路
阻塞性系統調用：請求的結果不能立即得到，當前的進程掛起，等待狀態，當I/O結束（請求的事），才被喚醒
非阻塞性系統調用：當你起發起一個請求，操作系統會返回值告訴你操作有無完成，去做其他事（這樣的話程序複雜度提高）
消息也有阻塞性和非阻塞性系統調用。消息在操作系統內部有緩衝區。
2.2 共享內存，更快速
A一寫，B就可以讀
事實上，OS不允許兩進程互相通信，需要一系列的系統調用；另外還要處理同步問題；並不是所有的OS都支持內存共享
POSIX系統兩套系統調用。
通過建立一塊共享的空間，一個變量指向它，另一個變量也指向它，只要它修改了，指向它的變量都會修改。
併發軟件設計的主要技術路線
1.多進程編程
2.多線程
進程的特點是分離，而線程的特點是不分離，所有屬於這個進程的線程共享資源
單線程一個時刻只有一個pc，只能執行一條指令；多線程：寄存器裏有pc，可以在某一時刻有三個指令在執行，指令的執行路線（函數調用的返回值保存在棧裏）如果共享棧和寄存器，就會很亂。
好處
1.快速響應：
當點擊一個動作時，窗口中鼠標沙漏狀，然後變白色，等待還是殺死他。說明這個動作複雜，cpu一直在算，cpu沒機會處理界面，界面是這個程序自己畫上去的，os告訴他顯示界面。
去訪問遠端的服務器，tcp連接的等待時間，對於OS來說就需要等待，進程不會需要cpu的資源，點擊會無反應。線程來做，耗時的動作交給一個線程，主線程與用戶的操作交互，操作會流暢。當然進程也可以做……但是耗時耗力
2.資源共享，協作方便，節約資源。理論上，進程的創建，切換，銷燬這種資源開銷比進程小。
分類
1.內核級線程，現在OS都是，當有線程時，cpu調度的單位是線程，有一個Tread control block（線程控制塊），與PCB一樣
2.用戶級線程，通過技術在自己的空間裏模擬出多寄存器效果，程序自己分配時間，保存斷點，恢復斷點。效率高，不要系統調用；可定製性好，線程間的調度算法自己決定。缺點是如果用戶線程中任何一個線程調用了阻塞性的系統調用，所有的用戶線程被阻塞。不能在多個處理器上並行運行，處理器分配有OS決定，一個線程只能在一個cpu上運行。遊戲裏的用戶級線程，每一植物和殭屍，太陽，都是一個獨立的個體，主線程控制切換線程，快速輪換。
線程庫
POsix 線程庫
win32 線程庫
java：語言級別的線程，有一個線程類
線程池
服務程序一啓動，先建幾十個線程在線程池，來一個用戶程序就去拿一個線程給他，用完再放到線程池中。
linux的線程的實現：同一個系統調用克隆進程和線程，變換克隆函數的參數來區別進程線程，進程間是獨立的內存，而線程間則共享內存，沒有針對線程的優化。
apache和IIS
apache：多進程，進程是完全獨立的，穩定安全
IIS：多線程，效率高，線程模型穩定，任何一個線程出問題，導致整個進程的崩潰。
firefox，chrome，IE
firefox，IE多線程的，網站間的密碼是不能獲取的（取決於cookie），不同窗口時，百度網的密碼不能獲取qq郵箱的密碼
chrome 在瀏覽器當中，任何 標籤和窗口包括插件都是一個獨立的進程，任何一個出問題瀏覽器不會崩潰。用sandox對操作做了保護，只允許瀏覽器該乾的的事情。