进程与线程：程序是怎样同时运行的

程序是磁盘上的指令与数据；进程是程序运行起来后的一个实例。打开两个相同的命令行程序，可以得到两个独立的进程，而不只是同一段程序「多执行了一次」。

资源与执行是两个视角

进程通常拥有独立的虚拟地址空间，以及文件描述符等资源。隔离意味着一个进程不能随意访问另一个进程的普通内存，但这不代表进程之间无法通过共享内存等机制通信。

线程是进程内部的一条执行路径。同一进程中的线程共享地址空间与许多资源，同时各自保有寄存器状态、栈等执行上下文。

并发不一定并行

一个厨师交替处理多道菜，是并发；多个厨师在同一时刻各自做菜，是并行。前者强调任务在一段时间内共同推进，后者强调同一时刻实际执行多个任务。

即使只有一个 CPU 核心，操作系统也能通过调度让多个任务交替运行。切换发生得足够快，就会给人「同时运行」的感觉。多核提供了并行执行的条件，但程序能否有效利用，还取决于任务如何拆分。

共享状态为什么容易出错

假设两个线程都执行 count = count + 1。这句话可以拆成读取、计算和写回：

线程 A：读取 count = 0
线程 B：读取 count = 0
线程 A：写入 count = 1
线程 B：写入 count = 1

执行了两次加一，结果却可能只增加一次。这是理解竞态条件的直观例子。对于某些编程语言，未同步的数据竞争还可能直接构成未定义行为，不能只把它当作「偶尔少加一次」。

互斥锁、原子操作和消息传递可以帮助建立正确的协调关系。选择哪个机制，要从数据的所有权与访问顺序出发。

在线程数之前，先问任务是什么

• 计算密集任务受 CPU 和算法效率影响，线程过多可能增加切换成本。
• 等待网络或磁盘的任务，可以用线程池或异步 I/O 减少等待带来的空闲。
• 共享数据越多，协调成本通常越高。先减少共享，再讨论锁的粒度。

# 查看 Linux 进程与线程
ps -eLf

# 查看一个指定进程的线程
ps -T -p 1234

理解进程与线程，关键是同时记住两件事：谁拥有资源，谁推进执行。把这两个问题分开，很多并发设计就会清晰起来。

继续阅读

• OSTEP：虚拟化、并发与持久化
• Linux man-pages：POSIX threads