程序（process）和執行緒（thread）是作業系統的基本概念，但是它們比較抽象，不容易掌握。

最近，我讀到一篇材料，發現有一個很好的類比，可以把它們解釋地清晰易懂。

1.

計算機的核心是CPU，它承擔了所有的計算任務。它就像一座工廠，時刻在執行。

2.

假定工廠的電力有限，一次只能供給一個車間使用。也就是說，一個車間開工的時候，其他車間都必須停工。背後的含義就是，單個CPU一次只能執行一個任務。

3.

程序就好比工廠的車間，它代表CPU所能處理的單個任務。任一時刻，CPU總是執行一個程序，其他程序處於非執行狀態。

4.

一個車間裡，可以有很多工人。他們協同完成一個任務。

5.

執行緒就好比車間裡的工人。一個程序可以包括多個執行緒。

6.

車間的空間是工人們共享的，比如許多房間是每個工人都可以進出的。這象徵一個程序的記憶體空間是共享的，每個執行緒都可以使用這些共享記憶體。

7.

可是，每間房間的大小不同，有些房間最多隻能容納一個人，比如廁所。裡面有人的時候，其他人就不能進去了。這代表一個執行緒使用某些共享記憶體時，其他執行緒必須等它結束，才能使用這一塊記憶體。

8.

一個防止他人進入的簡單方法，就是門口加一把鎖。先到的人鎖上門，後到的人看到上鎖，就在門口排隊，等鎖開啟再進去。這就叫"互斥鎖"（Mutual exclusion，縮寫 Mutex），防止多個執行緒同時讀寫某一塊記憶體區域。

9.

還有些房間，可以同時容納n個人，比如廚房。也就是說，如果人數大於n，多出來的人只能在外面等著。這好比某些記憶體區域，只能供給固定數目的執行緒使用。

10.

這時的解決方法，就是在門口掛n把鑰匙。進去的人就取一把鑰匙，出來時再把鑰匙掛回原處。後到的人發現鑰匙架空了，就知道必須在門口排隊等著了。這種做法叫做"訊號量"（Semaphore），用來保證多個執行緒不會互相沖突。

不難看出，mutex是semaphore的一種特殊情況（n=1時）。也就是說，完全可以用後者替代前者。但是，因為mutex較為簡單，且效率高，所以在必須保證資源獨佔的情況下，還是採用這種設計。

11.

作業系統的設計，因此可以歸結為三點：

（1）以多程序形式，允許多個任務同時執行；

（2）以多執行緒形式，允許單個任務分成不同的部分執行；

（3）提供協調機制，一方面防止程序之間和執行緒之間產生衝突，另一方面允許程序之間和執行緒之間共享資源。

（完）

轉：http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/04/processes_and_threads.html

這裡有一段知乎上的解釋：

看見上面幾位的回答我真的是醉了。說幾句我的理解。

首先來一句概括的總論：程序和執行緒都是一個時間段的描述，是CPU工作時間段的描述。下面細說背景： CPU+RAM+各種資源（比如顯示卡，光碟機，鍵盤，GPS, 等等外設）構成我們的電腦，但是電腦的執行，實際就是CPU和相關暫存器以及RAM之間的事情。一個最最基礎的事實：CPU太快，太快，太快了，暫存器僅僅能夠追的上他的腳步，RAM和別的掛在各總線上的裝置完全是望其項背。那當多個任務要執行的時候怎麼辦呢？輪流著來?或者誰優先順序高誰來？不管怎麼樣的策略，一句話就是在CPU看來就是輪流著來。一個必須知道的事實：執行一段程式程式碼，實現一個功能的過程介紹 ，當得到CPU的時候，相關的資源必須也已經就位，就是顯示卡啊，GPS啊什麼的必須就位，然後CPU開始執行。這裡除了CPU以外所有的就構成了這個程式的執行環境，也就是我們所定義的程式上下文。當這個程式執行完了，或者分配給他的CPU執行時間用完了，那它就要被切換出去，等待下一次CPU的臨幸。在被切換出去的最後一步工作就是儲存程式上下文，因為這個是下次他被CPU臨幸的執行環境，必須儲存。串聯起來的事實：前面講過在CPU看來所有的任務都是一個一個的輪流執行的，具體的輪流方法就是：先載入程式A的上下文，然後開始執行A，儲存程式A的上下文，調入下一個要執行的程式B的程式上下文，然後開始執行B,儲存程式B的上下文。。。。 ========= 重要的東西出現了======== 程序和執行緒就是這樣的背景出來的，兩個名詞不過是對應的CPU時間段的描述，名詞就是這樣的功能。

• 程序就是包換上下文切換的程式執行時間總和 = CPU載入上下文+CPU執行+CPU儲存上下文

執行緒是什麼呢？ 程序的顆粒度太大，每次都要有上下的調入，儲存，調出。如果我們把程序比喻為一個執行在電腦上的軟體，那麼一個軟體的執行不可能是一條邏輯執行的，必定有多個分支和多個程式段，就好比要實現程式A，實際分成 a，b，c等多個塊組合而成。那麼這裡具體的執行就可能變成： 程式A得到CPU =》CPU載入上下文，開始執行程式A的a小段，然後執行A的b小段，然後再執行A的c小段，最後CPU儲存A的上下文。 這裡a，b，c的執行是共享了A的上下文，CPU在執行的時候沒有進行上下文切換的。這裡的a，b，c就是執行緒，也就是說執行緒是共享了程序的上下文環境，的更為細小的CPU時間段。 到此全文結束，再一個總結：程序和執行緒都是一個時間段的描述，是CPU工作時間段的描述，不過是顆粒大小不同。