1.1、什么是进程
假如有两个程序 A 和 B，程序 A 执行到一半的过程中，需要读取大量的数据输入(I/O
操作)，而此时 CPU 只能静静地等待读取读取完数据才能继续执行，这样就白白浪费了 CPU
资源。是不是在程序 A 读取的过程中，让程序 B 去执行，当程序 A 读取完数据之后，让程
序 B 暂停，然后让程序 A 继续执行？
当然没问题，但这里有一个关键词：切换(I/O 切换或时间轮询切换)。
既然是切换，那么就涉及到了状态的保存，状态的恢复，加上程序 A 与程序 B 所需要
的系统资源(内存、硬盘、键盘等等)是不一样的，自然而然的就需要有一个东西去记得程序
A 和程序 B 分别需要什么资源，怎么去识别两个程序，所以就有了一个叫进程的抽象。
即使可以利用的 cpu 只有一个（早期的计算机确实如此），也能保证支持（伪）并发
的能力。将一个单独的 cpu 变成多个虚拟的 cpu（多道技术：时间多路复用和空间多路复
用+硬件上支持隔离），没有进程的抽象，现代计算机将不复存在。
举个栗子（单核+多道，实现多个进程的并发执行）：
张三在一个时间段内有很多任务要做：写代码，看书，交女朋友，王者荣耀上分…
但同一时刻只能做一个任务（cpu 同一时间只能干一个活），如何才能玩出多个任务并
发执行的效果？
写一会代码，再去跟某一个女孩聊聊天，再去打一会王者荣耀，英雄死了再看看书…
这就保证了每个任务都在进行中。
1.2、进程与程序的区别
程序仅仅只是一堆代码而已，而进程指的是程序的运行过程。(抽象的概念)
tips：程序是程序，进程是进程，程序不运行，永远不是进程。
进程定义：
进程即程序(软件)在一个数据集上的一次动态执行过程。进程是对正在运行程序的一个
抽象。进程一般由程序、数据集、进程控制块三部分组成。一个进程是一份独立的内存空间。
多个进程之间用户程序无法互相操作。
程序：我们编写的程序用来描述进程要完成哪些功能以及如何完成；
数据集：是程序在执行过程中所需要使用的资源；
进程控制块：用来记录进程的外部特征，描述进程的执行变化过程，系统可以利用它来
控制和管理进程，它是系统感知进程存在的唯一标志。
举个栗子：
想象一位厨师正在为他的女儿烘制生日蛋糕
他有做生日蛋糕的食谱，厨房里有所需的原料:面粉、鸡蛋、韭菜，蒜泥等
在这个比喻中：
做蛋糕的食谱就是程序(即用适当形式描述的算法)
厨师就是处理器(cpu)
而做蛋糕的各种原料就是输入数据
进程就是厨师阅读食谱、取来各种原料以及烘制蛋糕等一系列动作的总和
现在假设厨师的儿子哭着跑了进来，说：头被蜜蜂蛰了。
厨师想了想，处理儿子蛰伤的任务比给女儿做蛋糕的任务更重要，于是厨师就记录下他
照着食谱做到哪儿了(保存进程的当前状态)，然后拿出一本急救手册，按照其中的指示处理
蛰伤。这里，我们看到处理器(cpu)从一个进程(做蛋糕)切换到另一个高优先级的进程(实施
医疗救治)，每个进程拥有各自的程序(食谱和急救手册)。当蜜蜂蛰伤处理完之后，这位厨师
又回来做蛋糕，从他离开时的那一步继续做下去。
需要强调的是：同一个程序执行两次，那也是两个进程，比如打开 PotPlayer，虽然都
是同一个软件，但是一个可以播放 Java，一个可以播放 Python。
1.3、什么是线程
进程只是用来把资源集中到一起（进程只是一个资源单位，或者说资源集合），而线程
才是 CPU 上的执行单位。在操作系统中，每个进程有一个地址空间，而且默认就有一个控
制线程（主线程）。多线程（即多个控制线程）的概念是，在一个进程中存在多个控制线程，
多个控制线程共享该进程的地址空间。线程不能够独立执行，必须依存在进程中。一个线程
可以创建和撤销另一个线程（子线程），同一个进程中的多个线程之间可以并发执行。
举个栗子：一条流水线工作的过程
一条流水线（线程）必须属于一个车间，一个车间的工作过程是一个进程，车间负责把
资源整合到一起，是一个资源单位，而一个车间内至少有一个流水线，流水线的工作需要电
源，电源就相当于 CPU，多线程相当于一个车间内有多条流水线，都共用一个车间的资源。
再比如：
开启一个文本处理软件进程，该进程肯定需要办不止一件事情，比如监听键盘输入，处
理文字显示，定时自动将文字保存到硬盘，这三个任务操作的都是同一块数据，因而不能用
多进程。只能在一个进程里并发地开启三个线程，如果是单线程，那就只能是，键盘输入时，
不能处理文字和自动保存，自动保存时又不能输入和处理文字。
1.4、并发和并行
无论是并行还是并发，在用户看来都是’同时’运行的，不管是进程还是线程，都只是一
个任务而已，真是干活的是 cpu，cpu 来做这些任务，而一个 cpu 同一时刻只能执行一个
任务
4.1、并发（串行）
是伪并行，即看起来是同时运行。单个 cpu+多道技术就可以实现并发。
渣男例：
你是一个 cpu，你同时谈了三个女朋友，每一个都可以是一个恋爱任务，你被这三个任
务共享，要玩出并发恋爱的效果，应该是你先跟女友 1 去看电影，看了一会说：不好，我
要拉肚子，然后跑去跟第二个女友吃饭，吃了一会说：那啥，我去趟洗手间，然后跑去跟女
友 3 喝下午茶.
4.2、并行
同时运行，只有具备多个 cpu 才能实现并行
单核下，可以利用多道技术，多个核，每个核也都可以利用多道技术（多道技术是针对
单核而言的）
有四个核，六个任务，这样同一时间有四个任务被执行，假设分别被分配给了 cpu1，
cpu2，cpu3，cpu4，可能任务 1 遇到 I/O 就被迫中断执行，此时任务 5 就拿到 cpu1 的时间片去执行，这就是单核下的多道技术，而一旦任务 1 的 I/O 结束了，操作系统会重新
调用它(进程的调度、分配给哪个 cpu 运行，由操作系统说了算)，可能被分配给四个 cpu
中的任意一个去执行。
4.3、总结
并发：系统具有处理多个任务的能力
并行：系统具有同时处理多个任务的能力
思考：并发是不是并行的一个子集？并行是不是并发的一个子集？
答案：parallelism must be concurrency, and concurrency is not necessarily parallel
1.5、同步和异步
5.1、同步
同步的思想是：所有的操作都做完，才返回给用户。这样用户在线等待的时间太长，给
用户一种卡死了的感觉（就是系统迁移中，点击了迁移，界面就不动了，但是程序还在执行，
卡死了的感觉）。这种情况下，用户不能关闭界面，如果关闭了，即迁移程序就中断了。
5.2、异步
将用户请求放入消息队列，并反馈给用户友好提示，系统迁移程序启动，你可以关闭浏
览器了。然后程序再慢慢地去写入数据库去。这就是异步。用户没有卡死的感觉，会告诉你，
你的请求系统已经响应了。你可以关闭界面了。
5.3、总结
同步，是所有的操作都做完，才返回给用户结果。即写完数据库之后，在响应用户，用
户体验不好。
异步，不用等所有操作等做完，就响应用户请求。即先响应用户请求，然后慢慢去写数
据库，用户体验较好。
异步操作例子：
为了避免短时间大量的数据库操作，可以使用缓冲机制，也就是消息队列。先将数据放
入消息队列，然后再慢慢写入数据库。
引入消息队列机制，虽然可以保证用户请求的快速响应，但是并没有使得我数据迁移的
时间变短（即 80 万条数据写入 mysql 需要 1 个小时，用了缓冲机制之后，还是需要 1 个
小时，只是保证用户的请求的快速响应。用户输入完 http url 请求之后，就可以把浏览器
关闭了，干别的去了。如果不用缓冲机制，浏览器不能关闭）。
同步就没有任何价值了吗？
有。比如银行的转账功能。打电话等
