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说到过程，恐怕面试中最常见的问题就是线程和过程的关系了，那么先说一下答案：在 Linux 零碎中，过程和线程简直没有区别。
Linux 中的过程就是一个数据结构，看明确就能够了解文件描述符、重定向、管道命令的底层工作原理，最初咱们从操作系统的角度看看为什么说线程和过程根本没有区别。
一、过程是什么
首先，抽象地来说，咱们的计算机就是这个货色：
这个大的矩形示意计算机的 内存空间 ，其中的小矩形代表 过程 ，左下角的圆形示意 磁盘 ，右下角的图形示意一些 输入输出设施 ，比方鼠标键盘显示器等等。另外，留神到内存空间被划分为了两块，上半局部示意 用户空间 ，下半局部示意 内核空间。
用户空间装着用户过程须要应用的资源，比方你在程序代码里开一个数组，这个数组必定存在用户空间；内核空间寄存内核过程须要加载的系统资源，这一些资源个别是不容许用户拜访的。然而留神有的用户过程会共享一些内核空间的资源，比方一些动态链接库等等。
咱们用 C 语言写一个 hello 程序，编译后失去一个可执行文件，在命令行运行就能够打印出一句 hello world，而后程序退出。在操作系统层面，就是新建了一个过程，这个过程将咱们编译进去的可执行文件读入内存空间，而后执行，最初退出。
你编译好的那个可执行程序只是一个文件，不是过程，可执行文件必须要载入内存，包装成一个过程能力真正跑起来。过程是要依附操作系统创立的，每个过程都有它的固有属性，比方过程号（PID）、过程状态、关上的文件等等，过程创立好之后，读入你的程序，你的程序才被零碎执行。
那么，操作系统是如何创立过程的呢？对于操作系统，过程就是一个数据结构，咱们间接来看 Linux 的源码：
struct task_struct {
// 过程状态
long state;
// 虚拟内存构造体
struct mm_struct *mm;
// 过程号
pid_t pid;
// 指向父过程的指针
struct task_struct __rcu *parent;
// 子过程列表
struct list_head children;
// 寄存文件系统信息的指针
struct fs_struct *fs;
// 一个数组，蕴含该过程关上的文件指针
struct files_struct *files;
};task_struct就是 Linux 内核对于一个过程的形容，也能够称为「过程描述符」。源码比较复杂，我这里就截取了一小部分比拟常见的。
其中比拟有意思的是 mm 指针和 files 指针。mm指向的是过程的虚拟内存，也就是载入资源和可执行文件的中央；files指针指向一个数组，这个数组里装着所有该过程关上的文件的指针。
二、文件描述符是什么
先说 files，它是一个文件指针数组。一般来说，一个过程会从files[0] 读取输出，将输入写入files[1]，将错误信息写入files[2]。
举个例子，以咱们的角度 C 语言的 printf 函数是向命令行打印字符，然而从过程的角度来看，就是向 files[1] 写入数据；同理，scanf函数就是过程试图从 files[0] 这个文件中读取数据。
每个过程被创立时，files的前三位被填入默认值，别离指向规范输出流、规范输入流、规范谬误流。咱们常说的「文件描述符」就是指这个文件指针数组的索引，所以程序的文件描述符默认状况下 0 是输出，1 是输入，2 是谬误。
咱们能够从新画一幅图：
对于个别的计算机，输出流是键盘，输入流是显示器，谬误流也是显示器，所以当初这个过程和内核连了三根线。因为硬件都是由内核治理的，咱们的过程须要通过「零碎调用」让内核过程拜访硬件资源。
PS：不要忘了，Linux 中所有都被形象成文件，设施也是文件，能够进行读和写。
如果咱们写的程序须要其余资源，比方关上一个文件进行读写，这也很简略，进行零碎调用，让内核把文件关上，这个文件就会被放到 files 的第 4 个地位：
明确了这个原理，输出重定向 就很好了解了，程序想读取数据的时候就会去 files[0] 读取，所以咱们只有把 files[0] 指向一个文件，那么程序就会从这个文件中读取数据，而不是从键盘：
$ command < file.txt
同理，输入重定向 就是把 files[1] 指向一个文件，那么程序的输入就不会写入到显示器，而是写入到这个文件中：
$ command > file.txt
谬误重定向也是一样的，就不再赘述。
管道符 其实也是殊途同归，把一个过程的输入流和另一个过程的输出流接起一条「管道」，数据就在其中传递，不得不说这种设计思维真的很柔美：
$ cmd1 | cmd2 | cmd3
到这里，你可能也看出「Linux 中所有皆文件」设计思路的高超了，不论是设施、另一个过程、socket 套接字还是真正的文件，全副都能够读写，对立装进一个简略的 files 数组，过程通过简略的文件描述符拜访相应资源，具体细节交于操作系统，无效解耦，柔美高效。
三、线程是什么
首先要明确的是，多过程和多线程都是并发，都能够进步处理器的利用效率，所以当初的要害是，多线程和多过程有啥区别。
为什么说 Linux 中线程和过程根本没有区别呢，因为从 Linux 内核的角度来看，并没有把线程和过程区别对待。
咱们晓得零碎调用 fork() 能够新建一个子过程，函数 pthread() 能够新建一个线程。但无论线程还是过程，都是用 task_struct 构造示意的，惟一的区别就是共享的数据区域不同。
换句话说，线程看起来跟过程没有区别，只是线程的某些数据区域和其父过程是共享的，而子过程是拷贝正本，而不是共享。就比如说，mm构造和 files 构造在线程中都是共享的，我画两张图你就明确了：
所以说，咱们的多线程程序要利用锁机制，防止多个线程同时往同一区域写入数据，否则可能造成数据错乱。
那么你可能问，既然过程和线程差不多，而且多过程数据不共享，即不存在数据错乱的问题，为什么多线程的应用比多过程广泛得多呢？
因为事实中数据共享的并发更广泛呀，比方十个人同时从一个账户取十元，咱们心愿的是这个共享账户的余额正确缩小一百元，而不是心愿每人取得一个账户的拷贝，每个拷贝账户缩小十元。
当然，必须要阐明的是，只有 Linux 零碎将线程看做共享数据的过程，不对其做非凡对待，其余的很多操作系统是对线程和过程区别对待的，线程有其特有的数据结构，我集体认为不如 Linux 的这种设计简洁，减少了零碎的复杂度。
在 Linux 中新建线程和过程的效率都是很高的，对于新建过程时内存区域拷贝的问题，Linux 采纳了 copy-on-write 的策略优化，也就是并不真正复制父过程的内存空间，而是等到须要写操作时才去复制。所以 Linux 中新建过程和新建线程都是很迅速的。
