02-二进制程序、进程和线程

7.1　二进制程序、进程和线程

二进制程序（binaries）是指保存在存储介质上的程序，以给定操作系统和计算机体系结构可访问的格式编译生成，可以运行但尚未开始。进程（processes）是操作系统对运行的二进制程序的抽象，包括：加载的二进制程序、虚拟内存、内核资源如打开的文件、关联的用户等。线程（threads）是进程内的执行单元，具体包括：虚拟处理器、堆栈、程序状态。换句话说，进程是正在运行在二进制程序，线程是操作系统调度器可以调度的最小执行单元。

一个进程包含一个或多个线程。如果一个进程只包含一个线程，则该进程只有一个执行单元，每次只有一个操作在运行。我们称这种进程为“单线程”，它们是经典的UNIX进程。如果一个进程包含多个线程，每个会有多个操作在同时执行。我们称这种进程为“多线程”。

现代操作系统包括了两种对用户空间的基础的虚拟抽象：虚拟内存和虚拟处理器。它们使得进程“感觉”自己独占机器资源。虚拟内存为每个进程提供独立的内存地址空间，该内存地址连续映射到物理RAM或磁盘存储（通过分页实现）。实际上，系统的RAM中可能有100个不同的正在运行的进程，但是每个进程都“感觉”所有的内存都是自己独占的。虚拟处理器使得进程“感觉”只有自己正在运行，操作系统对其“隐藏”了事实：多个进程在多个处理器（可能）以多任务方式同时运行。

虚拟内存是和进程相关的，与线程无关。因此，每个进程有独立的内存空间，而进程中的所有线程共享这份空间。相反地，虚拟处理器是和线程相关的，与进程无关。每个线程都是可独立调度的实体，支持单个进程每次“处理”多个操作。很多程序员会把虚拟内存和虚拟处理器混淆在一起，但从线程角度看，它们是完全不一样的。和进程一样，线程也“感觉”自己独占一个处理器。但是，和进程不同的是，线程并没有“感觉”自己独占内存——进程中的所有线程共享全部内存地址空间。