进程与线程的区别
在开发工作中，尤其是对负载较大的服务端程序的开发，为充分发挥处理器多核性能，提高硬件资源利用率，增加系统吞吐量，少不了并发编程。并发编程一般通过多进程和多线程的方式实现。
进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配的基本单位。程序是静态实体，进程则是动态的运行实体。操作系统为了使多个程序并发执行，提高CPU利用率，故引入进程对程序进行管理。一个程序通常有多个功能模块，假设一个应用程序由两部分组成，计算部分和I/O部分，在未引入进程之前，计算部分和I/O部分，不能并发执行，更不能并行执行，即运行计算部分，需要I/O部分执行完成，反之亦然，执行I/O部分，需要计算部分执行完成。这样的运行模式是对资源的极大浪费，因为I/O部分在运行时，CPU是空闲的，在计算部分运行时，I/O设备是空闲。为了提高硬件资源的利用率和系统性能，可以使用进程来管理计算部分和I/O部分，分别称之为计算进程和I/O进程，那么此时计算进程和I/O进程可以同时运行，并行操作，极大地提高了系统性能和硬件资源利用率。在单个程序中同时运行多个进程完成不同的工作，称为多进程。
上面使用进程来管理单个程序不同功能模块，使单个程序的不同功能模块可以并行执行。使用进程来管理程序，也可以使多个程序之间并发执行。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序能够独立运行的活动实体，由一组机器指令、数据和堆栈等组成。进程拥有三种状态，就绪状态（Ready State）、运行状态(Running)和阻塞状态状态（Blocked State）。就绪状态指进程已获得除处理器外的所需资源，等待分配处理器资源，只要分配了处理器就可执行。就绪进程可以按多个优先级来划分队列，高优先级队列中排队的进程将优先获得处理器资源，进入运行状态。运行状态指进程占用处理器资源处于执行状态，处于此状态的进程数目小于等于处理器的数目。阻塞状态指进程等待某种条件（如I/O操作或进程同步），在条件满足之前，即使把处理器资源分配给该进程，也无法运行。
线程（Thread）是进程中的一个实体，是系统中独立运行和调度的基本单位，亦被称为轻量级进程（Light Weight Process，LWP）。因进程拥有系统资源，在不同进程之间切换和调度，付出的开销较大，所以提出了比进程更小、更轻量的单位线程，作为操作系统执行和调度的基本单位。由于线程自己不拥有系统资源，只拥有在运行中必不可少的少部分资源，但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源（比如CPU、堆栈等），所以调度起来付出的开销更小。线程也有就绪、运行和阻塞三种基本状态。在单个进程中同时运行多个线程完成不同的工作，称为多线程。 进程和线程都是程序运行时衍生的概念，容易混淆，下面说一下具体的区别。 （1）定义不同。进程是系统分配资源的独立单元，而线程是执行和调度的基本单元； （2）所属不同。进程属于程序，线程属于进程。进程结束后它拥有的所有线程都将销毁，而线程的结束不会影响同个进程中的其他线程。 （3）通信机制不同。进程间不共享资源，通信需要特殊手段，比如管道、FIFO、信号等，线程间共享进程资源，直接通信。由于多个线程共享进程资源，对临界资源访问时，往往涉及到线程间的同步问题。 （4）创建方式不同。Linux中，进程的创建调用fork或者vfork，而线程的创建调用pthread_create。 （5）安全性不同。因为进程有独立的地址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其它进程产生影响，而线程只是一个进程中的不同执行路径，一个线程死掉，整个进程也会死掉。所以进程的安全性会高于线程。
下面演示Linux环境下，分别使用多进程和多线程方式将两部分标准输出并行化。首先看一下串行程序。
#include <stdio.h>
int main(int argc,char* argv[])
{
//第一部分标准输出，从0输出到9
for(int i=0;i<10;++i)
{
printf("part one %d\n",i);
}
//第二部分标准输出，从0输出到9
for(int i=0;i<10;++i)
{
printf("part two %d\n",i);
}
}多进程方式：
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc,char* argv[])
{
pid_t pid=0;
//创建子进程，程序开始分叉，分为父子进程
pid=fork();
//一次fork()返回两次，父进程中返回子进程ID，子进程返回0，出错返回-1
if(0==pid)
{
//子进程进行第一部分标准输出，从0输出到9
for(int i=0;i<10;++i)
{
printf("in child process part one %d\n",i);
}
exit(0);
}
else if(pid>0)
{
//父进程中进行第二部分标准输出，从0输出到9
for(int i=0;i<10;++i)
{
printf("in parent process part two %d\n",i);
}
int childStatus=0;
//父进程中阻塞式等待子进程结束并回收子进程资源。若子进程已经结束，则立即返回，若子进程未结束，则阻塞等待，直到有信号来到或子进程结束。
//成功返回子进程ID，失败返回-1
int ret=waitpid(pid,&childStatus,0);
if(ret==pid)
{
printf("wait child process %d successfully!\n",ret);
}
}
else
{
perror("fork");
}
}多进程方式输出结果：
in parent process part two 0
in parent process part two 1
in parent process part two 2
in child process part one 0
in parent process part two 3
in child process part one 1
in parent process part two 4
in child process part one 2
in child process part one 3
in child process part one 4
in parent process part two 5
in parent process part two 6
in parent process part two 7
in parent process part two 8
in parent process part two 9
in child process part one 5
in child process part one 6
in child process part one 7
in child process part one 8
in child process part one 9
wait child process 3194 successfully!从输出结果可以看出，两部分输出出现交叉的情况，表明输出实现了并行。 下面看一下多线程实现方式：
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
//线程函数1。函数结束，线程结束
void* threadFunc1(void* args)
{
//线程1进行第一部分标准输出，从0输出到iterateNum
int iterateNum=*(int*)args;
for(int i=0;i<iterateNum;++i)
{
printf("in thread1 part one %d\n",i);
}
}
//线程函数2。函数结束，线程结束
void* threadFunc2(void* args)
{
//线程1进行第一部分标准输出，从0输出到iterateNum
int iterateNum=*(int*)args;
for(int i=0;i<iterateNum;++i)
{
printf("in thread2 part two %d\n",i);
}
}
int main(int argc,char* argv[])
{
int args = 10;
pthread_t thread1ID=0,thread2ID=0;
//创建线程1
pthread_create(&thread1ID,NULL,threadFunc1,&args);
//创建线程2
pthread_create(&thread2ID,NULL,threadFunc2,&args);
//阻塞等待线程1结束并回收资源
int ret1=pthread_join(thread1ID,NULL);
if(0==ret1)
{
printf("thread1 %zu finished\n",thread1ID);
}
//阻塞等待线程2结束并回收资源
int ret2=pthread_join(thread2ID,NULL);
if(0==ret2)
{
printf("thread2 %zu finished\n",thread2ID);
}
}输出结果：
in thread1 part one 0
in thread1 part one 1
in thread1 part one 2
in thread1 part one 3
in thread1 part one 4
in thread1 part one 5
in thread2 part two 0
in thread2 part two 1
in thread2 part two 2
in thread1 part one 6
in thread1 part one 7
in thread1 part one 8
in thread1 part one 9
in thread2 part two 3
in thread2 part two 4
in thread2 part two 5
in thread2 part two 6
in thread2 part two 7
in thread2 part two 8
in thread2 part two 9
thread1 139932212193024 finished
thread2 139932203800320 finished同样地，从数据结果的交叉情况可以看出，两部分输出实现了并行。
上面在介绍进程与线程的区别时，多次提及并发（Concurrency）与并行（Parallelism）的概念，二者虽很相似但有着本质的区别，下面简单地介绍一下二者的概念和区别。
并行指两个或者多个事件在同一时刻发生，并发指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。在多道程序环境下，并发性是指在一段时间内宏观上有多个程序在同时运行，但在单处理机系统中，每一时刻却仅能有一道程序执行，故微观上这些程序只能是分时地交替执行。倘若在计算机系统中有多个处理机，则这些可以并发执行的程序便可被分配到多个处理机上，即利用每个处理机来处理单个程序，这样，多个程序便可以同时执行，这样就实现了实现并行执行。 这里引用Erlang之父Joe Armstrong对并发与并行区别的形象描述。首先看一下下面这张图。
并发是两个等待队列中的人同时去竞争一台咖啡机，谁先竞争到咖啡机谁使用；而并行是每个队列拥有自己的咖啡机，两个队列之间没有竞争的关系。因此，并发意味着多个执行实体（人）需要竞争资源（咖啡机），就不可避免带来竞争和同步的问题；而并行则是不同的执行实体拥有各自的资源，相互之间互不干扰。如果是串行执行的话，一个队列使用一台咖啡机，那么哪怕最前面的人便秘了去厕所呆半天，后面的人也只能等着他回来才能去接咖啡，这效率无疑是最低的。所以，现在操作系统中会引入并发与并行的机制来提高系统效率。可以用一句话总结并行与并发的区别：并发是逻辑上的同时发生，并行是物理上的同时发生。
说到并发与并行，为提高系统效率，计算机在不同层次上使用了并行技术，按系统层次结构由低到高主要有： 位级并行（Bit-level Parallelism）。基于处理器的字长，比如64位的CPU能在同一时间内处理字长为64位的二进制数据，比32位字长的CPU多处理一倍的数据。
数据级并行（Data-level Parallelism）。单指令多数据流（SIMD）是一种实现数据级并行的技术。SIMD表示一条指令可以同时完成多个操作。以加法指令为例，单指令单数据流（SISD）型CPU一条指令只能完成一对操作数相加，SIMD一条指令可以同时完成多对操作数相加。
指令级并行（Instruction-level Parallelism）。计算机处理问题是通过指令实现的，当指令之间不存在相关时，它们在流水线中是可以重叠起来并行执行。 指令级并行基于流水线（Pipeline）技术，将一条指令所需的活动划分成不同的步骤，每个步骤交由不同的硬件处理，不同指令的相同步骤并行执行，达到指令级并行。
线程级并行（Thread-level Parallelism）是上文中通过多线程并行执行，来达到提高系统效率，硬件基础是超线程与多核处理器。超线程允许一个单核CPU同时执行多个控制流（线程），多核处理器的不同核心能够同时执行线程。举例来说，4核的Intel Core i7处理器，配合超线程技术，可以并行执行8个线程。
任务级并行（Task Parallelism）。将作业分解为可并行处理的多个任务，每个任务则被分配分布式计算系统的各个计算节点中完成。
参考文献
[1]进程和线程的区别 [2]计算机操作系统.汤晓丹 [3]并发.百度百科 [4]并发与并行的区别.百家号