线程是什么
学完 C/C++ 语言的读者，如果想深耕自己的技术栈，多线程编程是每个程序员必须掌握的技术，继续学习多线程编程是非常不错的选择。
自上世纪 90 年代末，CPU 开始朝着多核的方向发展，也就是给 CPU 安装多个核心（内核），每个核心都能独立地执行计算机指令。在任意时刻，单核 CPU 只能处理一个任务（如下图 a）所示），而多核 CPU 可以同时处理多个任务（如下图 b) 所示），大幅提升程序的执行效率。
图 1 CPU单核 VS 多核
现如今，常见的计算机比如电脑、手机、平板等，CPU 都是多核的，比如 4 核、8 核、12 核甚至更多，多核 CPU 已经成为计算机的标配。
大家先前编写的 C/C++ 程序，任意时刻只能执行一条指令，整个运行过程中也只能利用 CPU 的一个核心，多核 CPU 的优势根本发挥不出来。通过学习多线程编程技术，大家可以编写出“同时执行多个任务”的程序，充分利用 CPU 的多核优势，让程序的执行效率得到质的提升。
关于这个问题，很多教程都给出了答案，比如说：
它们的说法完全正确，而且非常严谨，从不同的角度诠释了线程的含义。但是，初学者真心看不懂，他们用板砖拍自己脑门也想不明白，线程究竟是个什么玩意，典型的只说“官话”不说“人话”。
线程和进程的关系非常密切，要想搞清楚线程是什么，必须先对进程有所了解。
以 Windows 为例，它支持同时运行 QQ、微信、迅雷、网易云音乐等多个应用程序，所以 Windows 是一款支持多任务的操作系统。
在多任务操作系统中，对于同时执行的多个程序，操作系统负责给它们分配执行所需要的全部资源（CPU、内存、I/O 设备等），还负责在适当的时机（比如程序执行结束后）回收这些资源。
为了让操作系统高效地管理（分配和回收）计算机资源，人们提出了“进程”的概念。
当一个程序执行时，操作系统负责分配所需要的全部资源，包括程序代码、数据、CPU、内存、I/O 设备等，这些资源就会组织成为一个进程。也就是说，程序执行时，操作系统会创建进程给它分配资源；程序执行结束后，操作系统会销毁进程回收资源。通过创建和销毁进程，操作系统就实现了对计算机资源的高效管理。
计算机中执行着多少个程序，就存在多少个进程，进程和正在执行的程序之间是一一对应的关系，所以我们习惯用进程代表正在执行的程序，经常会说：进程就是正在执行的程序。
对于系统中存在的多个进程，每个进程都拥有自己的内存空间和系统资源，它们之间相对独立，执行过程中不会互相干扰。
总结一下，进程包含程序执行所需要的全部计算机资源，包括程序代码、数据、CPU、内存、I/O 设备等。操作系统以进程为单位管理（分配和回收）计算机资源，也就是很多教材中讲的“进程是操作系统进行资源分配和调度的基本单位”。
我们知道，每个正在执行的应用程序都是一个进程。重新观察图 1，一个完整的程序可能由多个任务组成，有些任务是可以独立执行的（和其它任务同时执行，如图 1b) 所示），每个独立执行的任务都是一个线程。
也就是说，线程是进程的一部分，进程和线程的关系如下图所示：
图 2 进程和线程的关系和区别
一个进程可以包含多个线程，它们可以共享进程的内存空间和一些系统资源，包括程序代码、数据（全局变量、静态变量、堆内存）、打开的文件资源、网络连接等。当然，各个线程也有一些私有的资源，比如程序计数器、栈内存、寄存器等。
一个进程至少要包含 1 个线程，原因很简单，进程只是操作系统为了方便管理计算机资源才创建的，真正负责执行程序的是线程，而不是进程。
当进程中只有一个线程时，所有的程序代码全部由该线程负责执行，这样的程序叫做单线程程序；当进程中包含多个线程时，每个线程分别负责执行一个任务，这样的程序叫做多线程程序。
图 3 把进程比作工厂，把线程比作生产线
工厂可以包含很多条生产线，至少也要包含一条生产线。真正负责生产商品的是生产线，而不是工厂。
同属一家工厂的所有生产线，可以共享工厂的一些资源，比如工作场地、技术图纸、原材料、食堂等。每条生产线也有自己的私有资源，比如机器设备、生产记录，私人物品存储柜等。
线程是进程的一部分，一个进程可以包含多个线程，但至少要包含一个线程。真正负责执行程序的，是线程，而不是进程。
现如今，很多应用程序（软件）都是多线程程序，例如 QQ 支持同时和多个好友聊天、迅雷可以同时下载多个资源、大部分杀毒软件可以同时开启杀毒、清理垃圾、电脑加速等功能。
了解了什么是线程和多线程之后，接下来系统地讲解多线程编程，教大学编写多线程程序。
声明：《多线程系列教程》为本站“54笨鸟”官方原创，由国家机构和地方版权局所签发的权威证书所保护。
自上世纪 90 年代末，CPU 开始朝着多核的方向发展，也就是给 CPU 安装多个核心（内核），每个核心都能独立地执行计算机指令。在任意时刻，单核 CPU 只能处理一个任务（如下图 a）所示），而多核 CPU 可以同时处理多个任务（如下图 b) 所示），大幅提升程序的执行效率。
图 1 CPU单核 VS 多核
现如今，常见的计算机比如电脑、手机、平板等，CPU 都是多核的，比如 4 核、8 核、12 核甚至更多，多核 CPU 已经成为计算机的标配。
大家先前编写的 C/C++ 程序，任意时刻只能执行一条指令，整个运行过程中也只能利用 CPU 的一个核心，多核 CPU 的优势根本发挥不出来。通过学习多线程编程技术，大家可以编写出“同时执行多个任务”的程序，充分利用 CPU 的多核优势，让程序的执行效率得到质的提升。
什么是线程
学习多线程编程，首先要搞清楚什么是线程。关于这个问题，很多教程都给出了答案，比如说：
- 线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，它被包含在进程中，是进程的实际运作单位；
- 线程是进程中的⼀个执⾏单元，负责当前进程中程序的执⾏，⼀个进程中⾄少有⼀个线程；
- 在计算机专用术语中，线程是指机器中连续的、顺序的属性集合。一个线程包含执行一系列机器指令所必须的机器状态，包括当前指令位置、地址和数据寄存器等。
它们的说法完全正确，而且非常严谨，从不同的角度诠释了线程的含义。但是，初学者真心看不懂，他们用板砖拍自己脑门也想不明白，线程究竟是个什么玩意，典型的只说“官话”不说“人话”。
线程和进程的关系非常密切，要想搞清楚线程是什么，必须先对进程有所了解。
进程（Process）
大家经常使用的操作系统，比如 Windows、Linux、Mac OS X、Android 和 iOS 等，它们都属于多任务操作系统，即可以同时运行多个程序。以 Windows 为例，它支持同时运行 QQ、微信、迅雷、网易云音乐等多个应用程序，所以 Windows 是一款支持多任务的操作系统。
在多任务操作系统中，对于同时执行的多个程序，操作系统负责给它们分配执行所需要的全部资源（CPU、内存、I/O 设备等），还负责在适当的时机（比如程序执行结束后）回收这些资源。
为了让操作系统高效地管理（分配和回收）计算机资源，人们提出了“进程”的概念。
当一个程序执行时，操作系统负责分配所需要的全部资源，包括程序代码、数据、CPU、内存、I/O 设备等，这些资源就会组织成为一个进程。也就是说，程序执行时，操作系统会创建进程给它分配资源；程序执行结束后，操作系统会销毁进程回收资源。通过创建和销毁进程，操作系统就实现了对计算机资源的高效管理。
计算机中执行着多少个程序，就存在多少个进程，进程和正在执行的程序之间是一一对应的关系，所以我们习惯用进程代表正在执行的程序，经常会说：进程就是正在执行的程序。
对于系统中存在的多个进程，每个进程都拥有自己的内存空间和系统资源，它们之间相对独立，执行过程中不会互相干扰。
总结一下，进程包含程序执行所需要的全部计算机资源，包括程序代码、数据、CPU、内存、I/O 设备等。操作系统以进程为单位管理（分配和回收）计算机资源，也就是很多教材中讲的“进程是操作系统进行资源分配和调度的基本单位”。
注意，程序和进程是两个不同的概念。未执行的程序只是一段代码，通常以文件的形式存储在硬盘中，不占用系统资源（CPU、内存、I/O 设备等）；进程指的是正在执行的程序，会占用系统资源，由操作系统负责管理。
线程（Thread）
读到这里，大家已经对进程有了大致的了解。线程和进程的联系非常紧密，接下来通过对比进程和线程，带大家理解线程的含义。我们知道，每个正在执行的应用程序都是一个进程。重新观察图 1，一个完整的程序可能由多个任务组成，有些任务是可以独立执行的（和其它任务同时执行，如图 1b) 所示），每个独立执行的任务都是一个线程。
也就是说，线程是进程的一部分，进程和线程的关系如下图所示：
图 2 进程和线程的关系和区别
一个进程可以包含多个线程，它们可以共享进程的内存空间和一些系统资源，包括程序代码、数据（全局变量、静态变量、堆内存）、打开的文件资源、网络连接等。当然，各个线程也有一些私有的资源，比如程序计数器、栈内存、寄存器等。
一个进程至少要包含 1 个线程，原因很简单，进程只是操作系统为了方便管理计算机资源才创建的，真正负责执行程序的是线程，而不是进程。
当进程中只有一个线程时，所有的程序代码全部由该线程负责执行，这样的程序叫做单线程程序；当进程中包含多个线程时，每个线程分别负责执行一个任务，这样的程序叫做多线程程序。
单线程程序和多线程程序各有优缺点。单线程程序编写简单、易于调试，缺点是只能顺序执行程序，适用于简单的应用场景；多线程程序可以同时执行多个任务，执行效率高，但编写和调试过程比较复杂，容易出现数据竞争、死锁等问题，适用于复杂的应用场景。
举例讲解进程和线程的关系
如果把进程看做是一间工厂，那么线程就是工厂里的一条条生产线，如下图所示：图 3 把进程比作工厂，把线程比作生产线
工厂可以包含很多条生产线，至少也要包含一条生产线。真正负责生产商品的是生产线，而不是工厂。
同属一家工厂的所有生产线，可以共享工厂的一些资源，比如工作场地、技术图纸、原材料、食堂等。每条生产线也有自己的私有资源，比如机器设备、生产记录，私人物品存储柜等。
总结
进程可以是使操作系统更高效地管理计算机资源。当程序执行时，操作系统会创建一个进程，进程包含程序执行所需要的全部资源（CPU、内存、I/O 设备等）；当程序执行结束后，对应的进程会被操作系统销毁，占用的资源也会被操作系统回收。线程是进程的一部分，一个进程可以包含多个线程，但至少要包含一个线程。真正负责执行程序的，是线程，而不是进程。
现如今，很多应用程序（软件）都是多线程程序，例如 QQ 支持同时和多个好友聊天、迅雷可以同时下载多个资源、大部分杀毒软件可以同时开启杀毒、清理垃圾、电脑加速等功能。
了解了什么是线程和多线程之后，接下来系统地讲解多线程编程，教大学编写多线程程序。
声明：《多线程系列教程》为本站“54笨鸟”官方原创，由国家机构和地方版权局所签发的权威证书所保护。
