面试题总结：C++ 进程和线程
1、进程和线程
什么是进程？进程有哪些基本状态？关系是什么？
进程是程序的一次执行过程，是一个动态概念，是程序在执行过程中资源分配和管理的基本单位，每一个进程都有一个自己的地址空间，至少有 5 种基本状态，它们是：初始态，执行态，等待状态，就绪状态，终止状态。它们之间的关系如下图所示：
什么是线程？进程和线程的关系？
线程可以看做轻量级的进程，是处理机调度和分派的基本单位，它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。
线程是进程的一部分。
一个线程只能属于一个进程，而一个进程可以有多个线程，但至少有一个线程。
进程和线程的区别？
- 在支持多线程的系统中，进程是资源分配的单位（如存储器、打开文件等，不含处理机）。线程是处理机调度单位，但不是资源的分配单位。
- 在操作系统中能同时运行多个进程；而在同一个进程中有多个线程同时执行（通过CPU调度，在每个时间片中只有一个线程执行）。
- 每个进程都有独立的代码和数据空间（程序上下文），进程之间切换开销大；线程可以看做轻量级的进程，只拥有必不可少的资源，如：线程状态、寄存器上下文和栈，同一进程的各线程间共享进程的所有资源，线程之间切换的开销小。
- 线程同样具有就绪、阻塞和执行等基本状态。
- 通信：进程间通信复杂。线程间可以直接读写进程数据段（如全局变量）来进行通信，但需要进程同步和互斥手段的辅助，以保证数据的一致性。
什么时候用多线程?什么时候用多进程？
- 需要频繁创建销毁的优先用线程。
- 需要进行大量计算的优先使用线程。
- 可能要扩展到多机分布的用进程，多核分布的用线程。
- 相关性强的操作优先使用线程，相关性弱的操作优先使用进程。
2、互斥与同步
C/C++中多线程有几种锁？
线程之间的锁有：互斥锁、条件锁、自旋锁、读写锁、递归锁。一般而言，锁的功能越强大，性能就会越低。
- 互斥锁：实现共享资源互斥访问。在某一时刻，只有一个线程可以获取互斥锁，在释放互斥锁之前其他线程都不能获取该互斥锁。如果其他线程想要获取这个互斥锁，那么这个线程只能以阻塞方式进行等待。
- 条件锁：条件锁就是所谓的条件变量，条件变量可以让某一个线程处于阻塞状态，一旦条件满足，它会以“信号量”的方式唤醒一个因为该条件而被阻塞的线程。
- 自旋锁：与互斥锁不同的地方是，如果一个线程想要获取一个被使用的自旋锁，那么它会一致占用CPU请求这个自旋锁使得CPU不能去做其他的事情，直到获取这个锁为止；如果是互斥锁，CPU会处理其他事务不会一直请求该锁。
- 读写锁：涉及到对一些共享资源的读和写操作，且写操作没有读操作那么频繁。其互斥原则为，读-读能共存；读-写不能共存；写-写不能共存。
什么是信号量机制？
信号量（Semaphore）是一种控制多线程（进程）访问共享资源的同步机制。信号量可以用来实现互斥锁。信号量有两个核心操作，P和V：
- P操作，原子减少S，然后如果S < 0，则阻塞当前线程。
- V操作，原子增加S，然后如果S <= 0，则唤醒一个阻塞的线程。
3、基本操作
如何创建线程？
C++11的新特性std::thread的创建方式主要有：函数指针，类或结构体，lambda表达式。详细内容请参考文章：C++多线程的多种创建方式。