进程与线程

进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。在早期面向进程设计的计算机结构中，进程是程序的基本执行实体；在当代面向线程设计的计算机结构中，进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。

线程（英语：thread）是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。在Unix System V及SunOS中也被称为轻量进程（lightweight processes），但轻量进程更多指内核线程（kernel thread），而把用户线程（user thread）称为线程。

• 同一进程中的多条线程将共享该进程中的全部系统资源，如虚拟地址空间，文件描述符和信号处理等等。但同一进程中的多个线程有各自的调用栈（call stack），自己的寄存器环境（register context），自己的线程本地存储（thread-local storage）。
• 在早期面向进程设计的计算机结构中，进程是程序的基本执行实体；在当代面向线程设计的计算机结构中，进程是线程的容器。在多线程OS中，线程是能独立运行的基本单位，因而也是独立调度和分派的基本单位。由于线程很“轻”，故线程的切换非常迅速且开销小（在同一进程中的）。在多线程OS中，进程不是一个可执行的实体。
• 线程之间的通信更方便，同一进程下的线程共享全局变量、静态变量等数据，而进程之间的通信需要以通信的方式（IPC)进行。不过如何处理好同步与互斥是编写多线程程序的难点。
• 在引入线程的操作系统中，通常都是把进程作为分配资源的基本单位，而把线程作为独立运行和独立调度的基本单位。

线程与进程的区别可以归纳为以下4点：

1）地址空间和其它资源（如打开文件）：进程间相互独立，同一进程的各线程间共享。某进程内的线程在其它进程不可见。

2）通信：进程间通信IPC，线程间可以直接读写进程数据段（如全局变量）来进行通信——需要进程同步和互斥手段的辅助，以保证数据的一致性。

3）调度和切换：线程上下文切换比进程上下文切换要快得多。

4）在多线程OS中，进程不是一个可执行的实体。

• 进程是资源分配的最小单位，线程是程序执行的最小单位。
• 进程有自己的独立地址空间，每启动一个进程，系统就会为它分配地址空间，建立数据表来维护代码段、堆栈段和数据段，这种操作非常昂贵。而线程是共享进程中的数据的，使用相同的地址空间，因此CPU切换一个线程的花费远比进程要小很多，同时创建一个线程的开销也比进程要小很多。
• 线程之间的通信更方便，同一进程下的线程共享全局变量、静态变量等数据，而进程之间的通信需要以通信的方式（IPC)进行。不过如何处理好同步与互斥是编写多线程程序的难点。
• 但是多进程程序更健壮，多线程程序只要有一个线程死掉，整个进程也死掉了，而一个进程死掉并不会对另外一个进程造成影响，因为进程有自己独立的地址空间

https://foofish.net/thread-and-process.html

堆和栈

栈 stack：

存放函数的参数值、局部变量，由编译器自动分配释放

堆heap：

是由new分配的内存块，由应用程序控制，需要程序员手动利用delete释放，如果没有，程序结束后，操作系统自动回收

2、因为堆的分配需要使用频繁的new/delete，造成内存空间的不连续，会有大量的碎片

3、堆的生长空间向上，地址越大，栈的生长空间向下，地址越小

malloc/free 和new/delete 区别

相同点：都可用于申请动态内存和释放内存

不同点：

简单点说，malloc只分配指定大小的堆内存空间，而new可以根据对象类型分配合适的堆内存空间，当然还可以通过重载operator new 自定义内存分配策略，其次还能够构造对象，free释放对应的堆内存空间，delete,先执行对象的析构函数，在释放对象所占空间。

malloc与free是C++/C 语言的标准库函数，new/delete 是C++的运算符。malloc分配时的大小是人为计算的，返回类型是void*,使用时需要类型转换，而new在分配时，编译器能够根据对象类型自动计算出大小，返回类型是指向对象类型的指针，其封装了sizeof和类型转换功能，实际上new分为两步，第一步是通过调用operator new函数分配一块合适，原始的，未命名的内存空间，返回类型也是void *,而且operator new可以重载，可以自定义内存分配策略，甚至不做内存分配，甚至分配到非内存设备上，而malloc无能为力，第二步，调用构造函数构造对象，new将调用constructor，而malloc不能；delete将调用destructor，而free不能