程序與線程的一個簡單解釋

1.

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計算機的核心是CPU，它承擔了所有的計算任務。它就像一座工廠，時刻在運作。

2.

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假定工廠的電力有限，一次隻能供給一個工廠中的房間使用。也就是說，一個工廠中的房間開工的時候，其他工廠中的房間都必須停工。背後的含義就是，單個CPU一次隻能運作一個任務。

3.

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程序就好比工廠的工廠中的房間，它代表CPU所能處理的單個任務。任一時刻，CPU總是運作一個程序，其他程序處于非運作狀态。

4.

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一個工廠中的房間裡，可以有很多勞工。他們協同完成一個任務。

5.

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線程就好比工廠中的房間裡的勞工。一個程序可以包括多個線程。

6.

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工廠中的房間的空間是勞工們共享的，比如許多房間是每個勞工都可以進出的。這象征一個程序的記憶體空間是共享的，每個線程都可以使用這些共享記憶體。

7.

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可是，每間房間的大小不同，有些房間最多隻能容納一個人，比如廁所。裡面有人的時候，其他人就不能進去了。這代表一個線程使用某些共享記憶體時，其他線程必須等它結束，才能使用這一塊記憶體。

8.

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9.

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還有些房間，可以同時容納n個人，比如廚房。也就是說，如果人數大于n，多出來的人隻能在外面等着。這好比某些記憶體區域，隻能供給固定數目的線程使用。

10.

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不難看出，mutex是semaphore的一種特殊情況（n=1時）。也就是說，完全可以用後者替代前者。但是，因為mutex較為簡單，且效率高，是以在必須保證資源獨占的情況下，還是采用這種設計。

11.

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作業系統的設計，是以可以歸結為三點：

（1）以多程序形式，允許多個任務同時運作；

（2）以多線程形式，允許單個任務分成不同的部分運作；

（3）提供協調機制，一方面防止程序之間和線程之間産生沖突，另一方面允許程序之間和線程之間共享資源。

本文轉自 Art_Hero 51CTO部落格，原文連結：http://blog.51cto.com/curran/1553356，如需轉載請自行聯系原作者