程式與執行緒概念、區別、以及執行緒間的通訊
概念
- 程式是對程式執行時的封裝，是作業系統分配資源的基本單位，實現作業系統的併發。
- 執行緒是程式的子單位，是CPU排程和分派的基本單位，實現程式內部的併發。是OS識別的最小執行與排程單位，每個執行緒獨佔一個虛擬處理器，每個執行緒完成不同的任務，但共相一個地址空間。
區別
- 程式在執行過程中擁有獨立的記憶體單元，而多個執行緒共享程式的記憶體。（每個執行緒擁有自己的棧段，來儲存所有區域性變數和零時變數）
- 程式是資源分配的最小單位，執行緒是CPU排程的最小單位；
程式間的通訊
程式間通訊主要包括管道、系統IPC（包括訊息佇列、訊號量、訊號、共享記憶體等）、以及套接字socket。
- 管道
匿名和命名兩種，用於父子程式通訊，命名管道還允許不同程式間的通訊。
=>匿名管道：半雙工，只允許資料往一個方向流動，只能用於父子程式之間的通訊，
命名管道FIFO：可在無關的通道間交換資料 - 系統IPC
2.1 訊息佇列，
2.2 訊號量，它是一個計數器，用來控制多個程式對共享資源的訪問，訊號量用於程式間的互斥與同步，不儲存程式間的通訊資料。
而訊號是用於通知接收程式某個時間已經發生。
2.3 共享記憶體
它使得多個程式可以訪問同一塊記憶體空間，不同程式可以及時看到對方程式中對共享記憶體中資料得更新。這種方式需要依靠某種同步操作，如互斥鎖和訊號量等
特點：
共享記憶體是最快的一種IPC，因為程式是直接對記憶體進行存取
因為多個程式可以同時操作，所以需要進行同步
訊號量+共享記憶體通常結合在一起使用，訊號量用來同步對共享記憶體的訪問
3.套接字SOCKET：
socket也是一種程式間通訊機制，與其他通訊機制不同的是，它可用於不同主機之間的程式通訊。
執行緒間的通訊方式
臨界區：透過多執行緒的序列化來訪問公共資源或一段程式碼，速度快，適合控制資料訪問；
互斥量Synchronized/Lock：採用互斥物件機制，只有擁有互斥物件的執行緒才有訪問公共資源的許可權。因為互斥物件只有一個，所以可以保證公共資源不會被多個執行緒同時訪問
訊號量Semphare：為控制具有有限數量的使用者資源而設計的，它允許多個執行緒在同一時刻去訪問同一個資源，但一般需要限制同一時刻訪問此資源的最大執行緒數目。
事件(訊號)，Wait/Notify：透過通知操作的方式來保持多執行緒同步，還可以方便的實現多執行緒優先順序的比較操作程式間通訊的方式：
理解多執行緒程式是如何執行程式碼
只有理解多執行緒程式是如何執行程式碼的，才能處理如何保證互斥、保證同步和死鎖問題，記住執行緒就是輕量級程式
一個CPU兩個執行緒，怎麼執行
- 每個執行緒是獨佔CPU資源進行運算和執行，從兩個執行緒來看，是交替執行。兩個執行緒併發執行，獨佔CPU一小會。
- 兩個執行緒是被作業系統使用 排程演算法 進行排程，獲取到CPU。例如現在的時間片輪轉，之前的先來先服務、短作業優先，優先順序優先等等
- 兩個執行緒是搶佔式執行的，誰先執行誰後執行是說不清楚的。有可能是主執行緒後續先執行，也有可能是工作執行緒先執行。
兩個CPU兩個執行緒，怎麼執行
- 各自佔一個CPU，兩個執行緒同行執行，並行執行
2個CPU4個執行緒，怎麼執行（接近現實計算機執行情況）
1.CPU少於執行緒數，作業系統必須使用 排程演算法，讓每一個執行緒都獲取到CPU資源，得以讓執行緒都能向下推進，執行各自的程式碼
2.在當前這種情況下，存在並行（多個CPU執行多個執行緒，同時間執行）也存在併發(一個CPU執行多個執行緒，交替執行)。
4.對於程式猿而言，針對多執行緒程式，一定要有 “並行”思維。 這樣才能學好多執行緒
3.現在的作業系統就是這種情況，程式/執行緒數量遠遠大於CPU的核數，所以，需要作業系統排程。那麼就形成了並行或者併發
執行緒是如何切換的
執行緒的結構：
當執行緒要切換時，執行緒的task_struct裡面的 PC指標會(程式計數器)儲存 這個執行緒的彙編程式中將要執行的下一條指令；
那麼恢復的時候又是從哪裡恢復的：執行緒的task_struct中上下文資訊中恢復，保CPU存暫存器當中的值。