1 进程
进程是现代分时操作系统的工作单元，系统由一组进程组成，操作系统进程执行系统代码而用户系统执行用户代码。粗略地说，进程是执行中的程序，进程不只是程序代码，有时也成为文本段（代码段）。进程还包括当前活动，通过程序计数器和处理器寄存器的内容表示。另外，进程通常还包括进程堆栈段和数据段。如下图所示。
进程在执行时会改变状态，每个进程可能会处于下列状态之一。一次只能有一个进程可以在一个处理器上运行，但是多个进程可处于就绪或等待状态。如下图所示，该模型称为三状态（就绪、运行、等待）进程模型。
- 创建：进程正在被创建
- 就绪：进程等待分配处理器
- 运行：指令正在被执行
- 等待（或阻塞）：进程等待某个事件的发生
- 终止：进程完成执行
每个进程在操作系统内用进程控制块（process control block， PCB）来表示，如下图所示。PCB是进程存在的唯一标志，进程创建是生成PCB，进程终止时回收PCB，PCB的生命周期与进程一致。
- 进程状态：包括创建、就绪、运行、等待、停止等。
- 进程编号
- 程序计数器：表示进程要执行的下个指令的地址
- CPU寄存器：包括累加器、索引寄存器、堆栈指针等，和程序计数器一起，需要在出现中断时保存，以便进程以后能够正确地继续执行
- CPU调度信息：包括进程优先级、调度队列的指针和其他调度参数。
- 内存管理信息：包括基址和界限寄存器的值、页表或段表
CPU在进程间的切换也成为上下文切换，包括两个步骤：暂停当前运行进程，从运行状态变成其他状态；调度另一个进程从就绪状态变成运行状态。在切换过程中要求切换前保存进程上下文，切换后恢复进程上下文，并且切换过程尽可能快速。过程如下图所示。
操作系统内并发执行的进程可以是独立进程或协作进程，如果一个进程不能影响其他进程或被其他进程所影响，那么该进程是独立的，反之就是协作的。在某些环境下是建议进程间进行协作的，如：信息共享、并发执行、系统模块化等。协作进程需要一种进程间通讯机制来允许进程相互交换数据和信息。进程间通讯有两种模式：共享内存和消息传递。在共享内存模式中，需要一块供协作进程共享的内存区域，以写入或读取数据来交换信息。在消息传递模式中，通过在进程间交换信息来实现通信。
消息传递模式对于交换较少数量的数据很有用，因为不需要避免冲突，而且容易实现。共享内存模式允许以最快的速度进行方便的通讯，可以达到内存的访问速度。采用共享内存的进程间通讯需要通信进程建立共享内存区域，这个问题可以类比生产者-消费者问题，生产者进程产生信息以供消费者进程消费。生产者和消费者必须同步，以免消费者消费一个没有生产出来的项。
2 线程
有时一个进程需要执行多个相似的任务，如果作为传统单个线程的进程来执行，那么一次只能处理一个请求，造成必须等待很长的处理请求时间。一种解决办法是当受到请求时，创建另一个进程以处理请求，但是进程的创建很耗时间和资源。如果新进程与现有进程执行同样的任务，那么并不需要这些开销，一个具有多个线程的进程能够达到同样的目的，而且更为有效。单线程进程与多线程进程的区别如下图所示。
线程是进程的一部分，描述在进程资源环境中的指令流执行状态，是进程中的指令执行流的最小单元。多线程的优点在于可以并发执行，并且可以共享地址空间和文件等资源；缺点在于如果一个线程崩溃，会导致其所属进程的所有线程崩溃。线程具有和进程相同的状态及转换关系，区别在于：
| 进程 | 线程 |
|---|---|
| 资源分配单位 | CPU调度单位 |
| 需要一个完成的资源平台 | 只需要指令流执行的必要资源，如寄存器和栈 |
| - | 创建、终止、切换的时间短，可不用过内核进行线程间通信 |
线程有三种实现方式：用户线程、内核线程和轻权线程。用户线程是有一组用户级的线程库函数来完成线程的管理，每个进程都有线程控制块（TCB）列表，而且同一进程的用户线程切换速度快。内核线程是通过系统调用实现的线程机制，由内核维护PCB和TCB，被阻塞时不影响其他线程，但是创建、终止和切换的花费较大。轻权线程是由内核支持的用户线程，一个进程可以有多个轻权线程，每个轻权进程由一个单独的内核线程支持。用户线程和内核线程有：一对一，多对一和多对多三种对应关系。
