進程（process）和線程（thread）是操作系統的基本概念，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，時刻在運行。
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一次只能運行一個任務。
3.
進程就好比工廠的車間，它代表CPU所能處理的單個任務。任一時刻，CPU總是運行一個進程，其他進程處於非運行狀態。
4.
一個車間裏，可以有很多工人。他們協同完成一個任務。
5.
線程就好比車間裏的工人。一個進程可以包括多個線程。
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。這象徵一個進程的內存空間是共享的，每個線程都可以使用這些共享內存。
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。裏面有人的時候，其他人就不能進去了。這代表一個線程使用某些共享內存時，其他線程必須等它結束，才能使用這一塊內存。
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，等鎖打開再進去。這就叫"互斥鎖"（Mutual exclusion，縮寫 Mutex），防止多個線程同時讀寫某一塊內存區域。
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着。這好比某些內存區域，只能供給固定數目的線程使用。
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着了。這種做法叫做"信號量"（Semaphore），用來保證多個線程不會互相沖突。
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，因爲mutex較爲簡單，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.
操作系統的設計，因此可以歸結爲三點：
（1）以多進程形式，允許多個任務同時運行；
（2）以多線程形式，允許單個任務分成不同的部分運行；
（3）提供協調機制，一方面防止進程之間和線程之間產生衝突，另一方面允許進程之間和線程之間共享資源。
拋開各種技術細節，從應用程序角度講：
1、在單核計算機裏，有一個資源是無法被多個程序並行使用的：cpu。
沒有操作系統的情況下，一個程序一直獨佔着全都cpu。
如果要有兩個任務來共享同一個CPU，程序員就需要仔細地爲程序安排好運行計劃--某時刻cpu和由程序A來獨享，下一時刻cpu由程序B來獨享
而這種安排計劃後來成爲OS的核心組件，被單獨名命爲“scheduler”，即“調度器”，它關心的只是怎樣把單個cpu的運行拆分成一段一段的“運行片”，輪流分給不同的程序去使用，而在宏觀上，因爲分配切換的速度極快，就製造出多程序並行在一個cpu上的假象。
2、在單核計算機裏，有一個資源可以被多個程序共用，然而會引出麻煩：內存。
在一個只有調度器，沒有內存管理組件的操作系統上，程序員需要手工爲每個程序安排運行的空間 -- 程序A使用物理地址0x00-0xff,程序B使用物理地址0x100-0x1ff，等等。
然而這樣做有個很大的問題：每個程序都要協調商量好怎樣使用同一個內存上的不同空間，軟件系統和硬件系統千差萬別，使這種定製的方案沒有可行性。
爲了解決這個麻煩，計算機系統引入了“虛擬地址”的概念，從三方面入手來做：
2.1、硬件上，CPU增加了一個專門的模塊叫MMU，負責轉換虛擬地址和物理地址。
2.2、操作系統上，操作系統增加了另一個核心組件：memory management，即內存管理模塊，它管理物理內存、虛擬內存相關的一系列事務。
2.3、應用程序上，發明了一個叫做【進程】的模型，（注意）每個進程都用【完全一樣的】虛擬地址空間，然而經由操作系統和硬件MMU協作，映射到不同的物理地址空間上。不同的【進程】，都有各自獨立的物理內存空間，不用一些特殊手段，是無法訪問別的進程的物理內存的。
3、現在，不同的應用程序，可以不關心底層的物理內存分配，也不關心CPU的協調共享了。然而還有一個問題存在：有一些程序，想要共享CPU，【並且還要共享同樣的物理內存】，這時候，一個叫【線程】的模型就出現了，它們被包裹在進程裏面，在調度器的管理下共享CPu，擁有同樣的虛擬地址空間，同時也共享同一個物理地址空間，然而，它們無法越過包裹自己的進程，去訪問別一個進程的物理地址空間。
4、進程之間怎樣共享同一個物理地址空間呢？不同的系統方法各異，符合posix規範的操作系統都提供了一個接口，叫mmap，可以把一個物理地址空間映射到不同的進程中，由不同的進程來共享。
5、PS：在有的操作系統裏，進程不是調度單位（即不能被調度器使用），線程是最基本的調度單位，調度器只調度線程，不調度進程，比如VxWorks