進程的概念
進程是操作系統的概念，每當我們執行一個程序時，對於操作系統來講就創建了一個進程,在這個過程中，伴隨着資源的分配和釋放。可以認爲進程是一個程序的一次執行過程。
進程（Process）是計算機中的程序關於某數據集合上的一次運行活動，是系統進行資源分配和調度的基本單位，是操作系統結構的基礎。在早期面向進程設計的計算機結構中，進程是程序的基本執行實體；在當代面向線程設計的計算機結構中，進程是線程的容器。程序是指令、數據及其組織形式的描述，進程是程序的實體。
- 狹義定義：進程是正在運行的程序的實例（an instance of a computer program that is being executed）。
- 廣義定義：進程是一個具有一定獨立功能的程序關於某個數據集合的一次運行活動。它是操作系統動態執行的基本單元，在傳統的操作系統中，進程既是基本的分配單元，也是基本的執行單元。
進程的概念主要有兩點：
- 第一，進程是一個實體。每一個進程都有它自己的地址空間，一般情況下，包括文本區域（text region）、數據區域（data region）和堆棧（stack region）。文本區域存儲處理器執行的代碼；數據區域存儲變量和進程執行期間使用的動態分配的內存；堆棧區域存儲着活動過程調用的指令和本地變量。
- 第二，進程是一個“執行中的程序”。程序是一個沒有生命的實體，只有處理器賦予程序生命時（操作系統執行之），它才能成爲一個活動的實體，我們稱其爲進程。
進程是操作系統中最基本、重要的概念。是多道程序系統出現後，爲了刻畫系統內部出現的動態情況，描述系統內部各道程序的活動規律引進的一個概念,所有多道程序設計操作系統都建立在進程的基礎上。
進程的狀態：
進程執行時的間斷性，決定了進程可能具有多種狀態。事實上，運行中的進程可能具有以下三種基本狀態。
- 1）就緒狀態（Ready）：進程已獲得除處理器外的所需資源，等待分配處理器資源；只要分配了處理器進程就可執行。就緒進程可以按多個優先級來劃分隊列。例如，當一個進程由於時間片用完而進入就緒狀態時，排入低優先級隊列；當進程由I/O操作完成而進入就緒狀態時，排入高優先級隊列。
- 2）運行狀態(Running)：進程佔用處理器資源；處於此狀態的進程的數目小於等於處理器的數目。在沒有其他進程可以執行時(如所有進程都在阻塞狀態)，通常會自動執行系統的空閒進程。
- 3）阻塞狀態(Blocked)：由於進程等待某種條件（如I/O操作或進程同步），在條件滿足之前無法繼續執行。該事件發生前即使把處理器資源分配給該進程，也無法運行。
進程的概念
線程（英語：thread）是操作系統能夠進行運算調度的最小單位。它被包含在進程之中，是進程中的實際運作單位。一條線程指的是進程中一個單一順序的控制流，一個進程中可以併發多個線程，每條線程並行執行不同的任務。在Unix System V及SunOS中也被稱爲輕量進程（lightweight processes），但輕量進程更多指內核線程（kernel thread），而把用戶線程（user thread）稱爲線程。
線程是獨立調度和分派的基本單位。線程可以爲操作系統內核調度的內核線程，如Win32線程；由用戶進程自行調度的用戶線程，如Linux平臺的POSIX Thread；或者由內核與用戶進程，如Windows 7的線程，進行混合調度。
同一進程中的多條線程將共享該進程中的全部系統資源，如虛擬地址空間，文件描述符和信號處理等等。但同一進程中的多個線程有各自的調用棧（call stack），自己的寄存器環境（register context），自己的線程本地存儲（thread-local storage）。
進程的概念主要有五點：
1）輕型實體：線程中的實體基本上不擁有系統資源，只是有一點必不可少的、能保證獨立運行的資源。線程的實體包括程序、數據和TCB。線程是動態概念，它的動態特性由線程控制塊TCB（Thread Control Block）描述。TCB包括以下信息：
- （1）線程狀態。
- （2）當線程不運行時，被保存的現場資源。
- （3）一組執行堆棧。
- （4）存放每個線程的局部變量主存區。
- （5）訪問同一個進程中的主存和其它資源。
用於指示被執行指令序列的程序計數器、保留局部變量、少數狀態參數和返回地址等的一組寄存器和堆棧。
2）獨立調度和分派的基本單位：在多線程OS中，線程是能獨立運行的基本單位，因而也是獨立調度和分派的基本單位。由於線程很“輕”，故線程的切換非常迅速且開銷小（在同一進程中的）。
3）可併發執行：在一個進程中的多個線程之間，可以併發執行，甚至允許在一個進程中所有線程都能併發執行；同樣，不同進程中的線程也能併發執行，充分利用和發揮了處理機與外圍設備並行工作的能力。
4）共享進程資源：在同一進程中的各個線程，都可以共享該進程所擁有的資源，這首先表現在：所有線程都具有相同的地址空間（進程的地址空間），這意味着，線程可以訪問該地址空間的每一個虛地址；此外，還可以訪問進程所擁有的已打開文件、定時器、信號量機構等。由於同一個進程內的線程共享內存和文件，所以線程之間互相通信不必調用內核。
線程的狀態：
線程的生命週期大體可分爲5種狀態。。
1. 新建狀態(New) : 線程對象被創建後，就進入了新建狀態。例如，Thread thread = new Thread()。
2. 就緒狀態(Runnable): 也被稱爲“可執行狀態”。線程對象被創建後，其它線程調用了該對象的start()方法，從而來啓動該線程。例如，thread.start()。處於就緒狀態的線程，隨時可能被CPU調度執行。
3. 運行狀態(Running) : 線程獲取CPU權限進行執行。需要注意的是，線程只能從就緒狀態進入到運行狀態。
4. 阻塞狀態(Blocked) : 阻塞狀態是線程因爲某種原因放棄CPU使用權，暫時停止運行。直到線程進入就緒狀態，纔有機會轉到運行狀態。阻塞的情況分三種：
- (01) 等待阻塞 -- 通過調用線程的wait()方法，讓線程等待某工作的完成。
- (02) 同步阻塞 -- 線程在獲取synchronized同步鎖失敗(因爲鎖被其它線程所佔用)，它會進入同步阻塞狀態。
- (03) 其他阻塞 -- 通過調用線程的sleep()或join()或發出了I/O請求時，線程會進入到阻塞狀態。當sleep()狀態超時、join()等待線程終止或者超時、或者I/O處理完畢時，線程重新轉入就緒狀態。
5. 死亡狀態(Dead) : 線程執行完了或者因異常退出了run()方法，該線程結束生命週期。
進程通信的概念
進程是一個實體。每一個進程都有它自己的地址空間。因此進程用戶空間是相互獨立的，一般而言是不能相互訪問的。但很多情況下進程間需要互相通信，來完成系統的某項功能。進程通過與內核及其它進程之間的互相通信來協調它們的行爲。
進程通信是指在進程間傳輸數據(交換信息)。 進程通信根據交換信息量的多少和效率的高低，分爲低級通信和高級通信。
- 低級通信：只能傳遞狀態和整數值，主要用於進程之間的同步、互斥、終止、掛起等等控制信息的傳遞。常見低級進程通信：信號量( semophore )、信號 ( sinal )。
- 高級通信：提高信號通信的效率，傳遞大量數據，減輕程序編制的複雜度，主要用於進程間數據塊的交換和共享。常見高級進程通信：管道( pipe )、有名管道 (named pipe)、共享內存( shared memory)、套接字（Socket）
進程通信的應用場景
- 數據傳輸：一個進程需要將它的數據發送給另一個進程，發送的數據量在一個字節到幾兆字節之間。
- 共享數據：多個進程想要操作共享數據，一個進程對共享數據的修改，別的進程應該立刻看到。
- 通知事件：一個進程需要向另一個或一組進程發送消息，通知它（它們）發生了某種事件（如進程終止時要通知父進程）。
- 資源共享：多個進程之間共享同樣的資源。爲了作到這一點，需要內核提供鎖和同步機制。
- 進程控制：有些進程希望完全控制另一個進程的執行（如Debug進程），此時控制進程希望能夠攔截另一個進程的所有陷入和異常，並能夠及時知道它的狀態改變。
進程通信的方式
管道( pipe )：
管道包括三種:
- 匿名管道PIPE： 存放在內核中, 只能在父子或者兄弟進程間使用.
- 標準流管道pipe：針對匿名管道PIPE一系列封裝。返回文件流。
- 命名管道fifo：一種特殊的文件存放在文件系統中, 可以在許多並不相關的進程之間進行通訊.
信號量( semophore ) ：
信號量是一個計數器，可以用來控制多個進程對共享資源的訪問。它常作爲一種鎖機制，防止某進程正在訪問共享資源時，其他進程也訪問該資源。因此，主要作爲進程間以及同一進程內不同線程之間的同步手段。
消息隊列( message queue ) ：
消息隊列是由消息的鏈表，存放在內核中並由消息隊列標識符標識。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缺點。
信號 ( sinal ) ：
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。
共享內存( shared memory ) ：
共享內存就是映射一段能被其他進程所訪問的內存，這段共享內存由一個進程創建，但多個進程都可以訪問。共享內存是最快的 IPC 方式，它是針對其他進程間通信方式運行效率低而專門設計的。它往往與其他通信機制，如信號兩，配合使用，來實現進程間的同步和通信。
套接字( socket ) ：
套解口也是一種進程間通信機制，與其他通信機制不同的是，它可用於不同機器間的進程通信。
操作系統中ipc相關命令
- ipcs : 查看ipc信息
- ipcs -q :查看消息隊列
- ipcs -m :查看共享內存
- ipcs -s :查看信號量
- ipcrm : 刪除ipc
- ipcrm -q msqid 刪除指定的消息隊列
- ipcrm -m msqid 刪除指定的共享內存
- ipcrm -s msqid 刪除指定的信號量