為什么校招面試中“線程與進(jìn)程的區(qū)別”老是被問(wèn)到?我該如何回答？

進(jìn)程與線程？（Process vs. Thread？）

面試官（正襟危坐中）：給我說(shuō)說(shuō)“線程”與“進(jìn)程”吧。

我（總是不太聰明的樣子）：“限乘？”、“進(jìn)什么城（程）？”

面試官：“操作系統(tǒng)中的進(jìn)程與線程，你回去了解一下。門(mén)在左邊，記得關(guān)門(mén)。”

當(dāng)翻譯過(guò)來(lái)后，這兩個(gè)概念都帶了個(gè)“程”字，但進(jìn)程的英文：Process，而線程的英文：Thread，好像并沒(méi)有什么聯(lián)系。

大多數(shù)初學(xué)者一開(kāi)始都會(huì)被這兩個(gè)概念弄的暈頭轉(zhuǎn)向，包括我本人。

當(dāng)你看完這篇文章，可能你就有了新的理解。

不信，你接著往下看看（不過(guò)在這之前，點(diǎn)個(gè)贊或關(guān)注好不好？）。

進(jìn)程和線程基礎(chǔ)（理論概念）

1. 定義

看了下面的定義，可能會(huì)有點(diǎn)暈，但我還是要把他寫(xiě)下來(lái)（為了嚴(yán)謹(jǐn)）。

進(jìn)程是資源（CPU、內(nèi)存等）分配的基本單位，具有一定獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合上的一次運(yùn)行活動(dòng)，進(jìn)程是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位。

線程是進(jìn)程的一個(gè)實(shí)體，是獨(dú)立運(yùn)行和獨(dú)立調(diào)度的基本單位（CPU上真正運(yùn)行的是線程）。線程自己基本上不擁有系統(tǒng)資源，只擁有一點(diǎn)在運(yùn)行中必不可少的資源(如程序計(jì)數(shù)器,一組寄存器和棧)，但是它可與同屬一個(gè)進(jìn)程的其他的線程共享進(jìn)程所擁有的全部資源。

2.區(qū)別

進(jìn)程是資源分配的基本單位；線程是程序執(zhí)行的基本單位。

進(jìn)程擁有自己的資源空間，沒(méi)啟動(dòng)一個(gè)進(jìn)程，系統(tǒng)就會(huì)為它分配地址空間；而線程與CPU資源分配無(wú)關(guān)，多個(gè)線程共享同一進(jìn)程內(nèi)的資源，使用相同的地址空間。

一個(gè)進(jìn)程可以包含若干個(gè)線程。

3. 優(yōu)劣

正是因?yàn)檫@二者有區(qū)別，所以帶來(lái)的各自的優(yōu)劣

線程之間的通信更方便，同一進(jìn)程下的線程共享全局變量、靜態(tài)變量等數(shù)據(jù)，而進(jìn)程之間的通信需要以通信的方式（Inter Process Communication，IPC)進(jìn)行。不過(guò)如何處理好同步與互斥是編寫(xiě)多線程程序的難點(diǎn)。

線程的調(diào)度與切換比進(jìn)程快很多，同時(shí)創(chuàng)建一個(gè)線程的開(kāi)銷(xiāo)也比進(jìn)程要小很多。

但是多進(jìn)程程序更健壯，多線程程序只要有一個(gè)線程死掉，整個(gè)進(jìn)程也死掉了，而一個(gè)進(jìn)程死掉并不會(huì)對(duì)另外一個(gè)進(jìn)程造成影響，因?yàn)檫M(jìn)程有自己獨(dú)立的地址空間。

除此之外，推薦看一下阮一峰的一篇博客：進(jìn)程與線程的一個(gè)簡(jiǎn)單解釋?zhuān)脠D解釋十分生動(dòng)形象。

為什么這個(gè)問(wèn)題是面試高頻？

既然這個(gè)問(wèn)題是面試當(dāng)中會(huì)被經(jīng)常問(wèn)到的，所以我去網(wǎng)上找一個(gè)答案，背出來(lái)不就好了。

但是，真的背答案就可以了嗎？

我們來(lái)分析一下為什么眾多面試官老是問(wèn)這個(gè)問(wèn)題，他應(yīng)該并不是想聽(tīng)到一個(gè)對(duì)書(shū)本上概念的重復(fù)。

那么，他究竟想考什么？

側(cè)重點(diǎn)一：面試官想要了解面試者對(duì)這一知識(shí)點(diǎn)的理解程度（因?yàn)檫@是操作系統(tǒng)中不得不提的一個(gè)概念）。如果這個(gè)概念回答不上來(lái)，意味著面試者對(duì)操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)并不深。

側(cè)重點(diǎn)二：面試官可以對(duì)你的回答作進(jìn)一步展開(kāi)，通過(guò)你的回答某個(gè)側(cè)重點(diǎn)方向來(lái)進(jìn)一步提問(wèn)你對(duì)你自己回答的理解。（這個(gè)高頻問(wèn)題的價(jià)值所在）。

比如：

當(dāng)你回答到：進(jìn)程與線程的內(nèi)存結(jié)構(gòu)不同。進(jìn)程與進(jìn)程之間不能共享內(nèi)存，而線程可以。那么面試官就可以就內(nèi)存這一點(diǎn)深入提問(wèn)——內(nèi)存如何尋址？

當(dāng)你回答：線程之間通信很方便，進(jìn)程與進(jìn)程通信不方便。那么問(wèn)題就又來(lái)了，你給我說(shuō)一下進(jìn)程之間怎么通信？進(jìn)程之間通信方法有哪些？不同通信方法有哪些優(yōu)劣點(diǎn)？

一個(gè)更滿意的答案？

如何作答，才能展示一個(gè)讓面試官更滿意的答案？

這里就不得不用張三豐教給張無(wú)忌的太極拳的那一招——忘掉。。。

對(duì)就是把上面的概念全都忘掉。只留一個(gè)目的：“把敵人打敗”。

最后用自己的一招一式（理解）來(lái)回答。

再談“進(jìn)程”與“線程”（口語(yǔ)表述）

進(jìn)程的本質(zhì)：：正在執(zhí)行的一個(gè)程序，可以進(jìn)程比作一個(gè)容器或者工廠

通過(guò)上圖，方便我們了解并記憶：

進(jìn)程與進(jìn)程之間相對(duì)獨(dú)立

進(jìn)程可以包括幾個(gè)或者上百個(gè)線程在運(yùn)行。

內(nèi)存（邏輯內(nèi)存）包括在進(jìn)程里面，每個(gè)進(jìn)程的內(nèi)存都是互相獨(dú)立的，但從一個(gè)更高的層次上看，不同的進(jìn)程也共享著一個(gè)巨大的空間，這個(gè)空間就是整個(gè)計(jì)算機(jī)。

進(jìn)程共有文件/網(wǎng)絡(luò)句柄（handle），這樣可以打開(kāi)同一個(gè)文件，搶同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口。

從不同的視角來(lái)看進(jìn)程：

線程的本質(zhì)：真正運(yùn)行的是一個(gè)一個(gè)的線程

同理，上圖我們知道線程包含：

棧（堆棧）：主線程的main函數(shù)、進(jìn)行函數(shù)調(diào)用的參數(shù)和返回地址、局部變量等內(nèi)容都會(huì)被壓入棧內(nèi)

PC（Program Couner）：程序計(jì)數(shù)器，PC的指針指向代碼所在的內(nèi)存地址。

TLS（Thread local storage）：分配內(nèi)存，存放變量

當(dāng)有了上面的問(wèn)題做引子后，面試官就可以借此引出更多話題：

1. 如何通信（溝通）的內(nèi)容

通信是人的基本需求，進(jìn)程與進(jìn)程之間是相互獨(dú)立的，也有通信需求。根據(jù)這一問(wèn)題就可以展開(kāi)內(nèi)容提問(wèn)：

進(jìn)程/線程如何通信

答：進(jìn)程可以通過(guò)管道、套接字、信號(hào)交互、共享內(nèi)存、消息隊(duì)列等等進(jìn)行通信；而線程本身就會(huì)共享內(nèi)存，指針指向同一個(gè)內(nèi)容，交互很容易。

通信方式的差異，比如進(jìn)程間共享內(nèi)存和消息隊(duì)列有何異同？

2. 如何同步（協(xié)調(diào)）的內(nèi)容

一旦有了通信，人與人之間就會(huì)產(chǎn)生矛盾，進(jìn)程也一樣。這些矛盾就會(huì)體現(xiàn)在如何同步上。

在單個(gè)CPU下，實(shí)際上在任何時(shí)刻只能有一個(gè)進(jìn)程處于執(zhí)行狀態(tài)。而其他進(jìn)程則處于非執(zhí)行狀態(tài)。我們是如何確定在任意時(shí)刻到底由哪個(gè)進(jìn)程執(zhí)行，哪些不執(zhí)行呢？進(jìn)而又可以引出鎖的概念？（如何進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度？）

線程之間的關(guān)系是合作關(guān)系。既然是合作，那就得有某種約定的規(guī)則，否則合作就會(huì)出問(wèn)題。（如何進(jìn)行線程同步？）

3. 關(guān)于內(nèi)存原理相關(guān)問(wèn)題

進(jìn)程要分配內(nèi)存，所以開(kāi)銷(xiāo)很大，進(jìn)程只需要分配棧，分配一個(gè)PC就好，內(nèi)存開(kāi)銷(xiāo)小。

這一塊就可以問(wèn)到了操作系統(tǒng)中的內(nèi)存原理相關(guān)的內(nèi)容。

總結(jié)

總之，如果上述內(nèi)容你都了解，那肯定是不怕被問(wèn)到（大佬，請(qǐng)收下我的膝蓋）；如果看了此篇文章之后，你能答出個(gè)大概，我相信面試官也會(huì)放過(guò)你，畢竟，我們也真的不是背書(shū)機(jī)器。所以，我們?cè)诨卮疬^(guò)程中，盡量別給自己挖坑，用自己理解的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行回答。

切忌背書(shū)式的回答，模棱兩可，因?yàn)檫@樣面試官幾個(gè)連環(huán)炮就容易暴露問(wèn)題了。

如果你能看到這，能否給我點(diǎn)個(gè)關(guān)注，點(diǎn)個(gè)贊讓我也收到鼓勵(lì)。如果覺(jué)得我寫(xiě)的內(nèi)容有誤，也歡迎評(píng)論指出。

注意，要敲黑板啦。

進(jìn)程是什么？它指的是一個(gè)運(yùn)動(dòng)中的程序。從名字上看，進(jìn)程表示的就是進(jìn)展中的程序。一個(gè)程序一旦在計(jì)算機(jī)里運(yùn)行起來(lái)，它就成為一個(gè)進(jìn)程。進(jìn)程與進(jìn)程之間可以通信、同步、競(jìng)爭(zhēng)，并在一定情況下可能形成死鎖。

那么線程是什么？我們知道，進(jìn)程是運(yùn)轉(zhuǎn)的程序，是為了在CPU上實(shí)現(xiàn)多道編程而發(fā)明的一個(gè)概念。但是進(jìn)程在一個(gè)時(shí)間只能干一件事情。如果想同時(shí)干兩件事，辦法就是線程。線程是進(jìn)程里面的一個(gè)執(zhí)行上下文或者執(zhí)行序列。

最后，祝大家答的愉快！面試過(guò)！過(guò)！過(guò)！

參考資料：

《現(xiàn)代操作系統(tǒng)（第3版）》

《操作系統(tǒng)之哲學(xué)原理(第2版)》

任務(wù)調(diào)度

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