什么是进程
进程的定义
进程的定义
程序段、数据段、PCB三部分组成了进程实体(进程映像)。一般情况下，我们把进程实体就简称为进程，例如，所谓创建进程，实质上是创建进程实体中的PCB；而撤销进程，实质上是撤销进程实体中的PCB。注意：PCB是进程存在的唯一标志！
延伸
从不同的角度，进程可以有不同的定义，比较传统典型的定义有：
1.进程是程序的一次执行过程。
2.进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动。
3.进程是具有独立功能的程序在数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位
进程的组成
进程由PCB，程序段，数据段三部分组成
其中各个部分的作用
1.PCB（进程的管理者，操作系统所需的数据都在PCB中）
其包含：
进程描述信息
进程控制和管理信息
资源分配清单
处理机相关信息
2.程序段
存放要执行的代码
3.数据段
存放程序本身运行所需要的数据
进程的特征
进程和程序是两个截然不同的概念，相比于程序，进程拥有以下特征：
1.动态性 进程是程序的一次执行过程，是动态地产生、变化和消亡的（动态性是进程最基本的特征）
2.并发性 内存中有多个进程实体，各进程可并发执行 进程是资源分配、接受调度的基本单位
3.独立性 进程是能独立运行、独立获得资源、独立接受调度的基本单位
4.异步性 各进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进，操作系统要提供“进程同步机制”来解决异步问题
5.结构性 每个进程都会配置一个PCB。结构上看，进程由程序段、数据段、PCB组成
进程的状态
进程是程序的一次执行。在这个执行过程中，有时进程正在被CPU处理，有时又需要等待CPU服务，可见，进程的状态是会有各种变化。为了方便对各个进程的管理，操作系统需要将进程合理地划分为几种状态。
进程通信
进程通信就是指进程之间的信息交换。进程是分配系统资源的单位(包括内存地址空间)，为了保证安全，一个进程不能直接访问另一个进程的地址空间。因此各进程拥有的内存地址空间相互独立。
进程通信有三种方式：共享存储，消息传递，管道通信。
共享存储
共享存储就是设置一个共享空间，两个进程要互斥地访问该共享空间。而共享存储有两种，一种是基于数据结构的共享，一种是基于存储区的共享。
基于数据结构的共享：比如共享空间里只能放一个长度为10的数组。这种共享方式速度慢，限制多，是一种低级通信方式。
基于存储区的共享：在内存中画出一块共储区，数据的形式、存放位置都由进程控而不是操作系统。相比之下，这种共享方度更快，是一种高级通信方式。
管道通信
“管道”是指用于连接读写进程的一个共享文件，又名pipe文件。其实就是在内存中开辟一个大小固定的缓冲区。
管道通信需要注意：
1.管道只能采用半双工通信，某一时间段内只能实现单向的传输。如果要实现双向同时通信，则需要设置两个管道用
2.各进程要互斥地访问管道。
3.数据以字符流的形式写入管道，当管道写满时，写进程的write()系统调用将被阻塞，等待读进程将数据取走。当读进程将数据全部取走后，管道变空，此时读进程的read()系统调用将被阻塞。
4.如果没写满，就不允许读。如果没读空，就不允许写。
5.数据一旦被读出，就从管道中被抛弃，这就意味着读进程最多只能有一个，否则可能会有读错数据的情况。
消息传递
进程间的数据交换以格式化的消息(Message)为单位。进程通过操作系统提供的“发送消息/接收消息”两个原语进行数据交换
消息传递包括直接通信方式和间接通信方式两种。
直接通信方式：消息直接挂到接收进程的消息缓冲队列上
间接通信方式：消息要先发送到中间实体(信箱)中，因此也称“信箱通信方式”
线程和进程的关系和区别
首先先说一下什么是线程
线程定义：
线程是进程的基本执行单元，一个进程的所有任务都在线程中执行
进程是指在系统中正在运行的一个应用程序
有的进程可能需要“同时”做很多事，而传统的进程只能串行地执行一系列程序。为此，引入了“线程”，来增加并发度。
可以把线程理解为“轻量级进程”。线程是一个基本的CPU执行单元，也是程序执行流的最小单位。引入线程之后，不仅是进程之间可以并发，进程内的各线程之间也可以并发，从而进一步提升了系统的并发度，使得一个进程内也可以并发处理各种任务(如QQ视频、文字聊天、传文件)。引入线程后，进程只作为除CPU之外的系统资源的分配单元。
关系
关系：线程是进程的基本执行单元，一个进程的所有任务都在线程中执行；进程要想执行任务，必须得有线程。
区别：1、同一进程的线程共享本进程的地址空间，而进程之间则是独立的地址空间；2、同一进程内的线程共享本进程的资源，而进程间的资源是独立的。
引入线程的意义
进程切换时，需要切换进程的运行环境，系统开销很大 线程间并发，如果是同一进程内的线程切换，则不需要切换进程环境，系统开销小
所以涉及到频繁的切换时，使用线程要好于进程。同样如果要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程不能用进程
线程的属性
线程是处理机调度的单位
多CPU计算机中，各个线程可占用不同的CPU
每个线程都有一个线程ID、线程控制块(TCB)
线程也有就绪、阻塞、运行三种基本状态
线程几乎不拥有系统资源
同一进程的不同线程间共享进程的资源
由于共享内存地址空间，同一进程中的线程间通信甚至无需系统干预同一进程中的线程切换，不会引起进程切换
不同进程中的线程切换，会引起进程切换
切换同进程内的线程，系统开销很小
切换进程，系统开销较大
