Processes and Threads

相信這兩者差別，只要是做系統的人應該都會很了解。但對於我而言，卻相當模糊。記得有次在跟老外同學閒聊的時候，他問我這兩者的差別是在哪 ? 在當下我突然發現，要講給人懂是一件很困難的事，尤其是在對某個東西半理解狀態，更難解釋。所以這篇文章就來淺淺的探討有關這兩者間的區別。

在現今每個人幾乎都有智慧型手機，而且可以同時執行超多程式，像是你在玩遊戲的同時，能夠接收到朋友的訊息、郵件或其它通知訊息。就跟在用桌機或筆電一樣，可以同時開啟好幾個應用程式。簡單來說，Process 就是 Program，就是一個應用程式，像是在手機上的 App，電腦上的 MicroSoft Word；而  Thread 就是這個 Process 裡面的一個單位執行緒 ( Unit of execution) ，如果打開了 MicroSoft Word (Process)，裡面的就有很多個Threads 在跑，像是 keyboard, print, save ...etc，就這是所謂的 Multiple-thread application。

Background
在談到Process和thread，或是說運行一個App，有三個非常重要的東西來負責管理：CPU, Memory (RAM), Memory controller。Memory controller 是一個介於CPU和RAM的界面，負責傳輸Data到CPU。當我們寫好一個程式，然後compile成binary code，這些binary code就會存放在RAM，接著透過 controller 把 data 傳到CPU。CPU內部有一個 queue line，也就是pipe line，依照FILO的原則放進這line當中來等待執行。

Multiple-thread application
那到底是如何實現multiple thread和multiple process ? 以Linux為例子，每一個process都會有PID, memory space, priority 和 schedule，依據priority和schedule來切換所有processes，這切換時間就叫 time slot，通常是在 1ms。

而一個process又有多個threads，這些threads 一般都是來靠 "鎖" (Lock) 來管理。如果這鎖沒管理好，很容易造成這個process當掉，更嚴重則是系統崩潰。像是我們常聽到 "死鎖" (Dead Lock) 就是因為 Thread 1 等待 Thread 2，而 Thread 2 又等待 Thread 1 釋放鎖而造成死循環。所以如何設計好這些threads 對於一個program or process 是非常重要的。

What are advantages of knowing C language if you don't even know it ?

今天在Quora上面看到有人提問說 : 到底了解C語言有什麼好處 ?

這問題讓我印像滿深刻的。在我就讀期間，為了要找一份實習工作，我不得不從embedded system領域轉換成Web development。剛開始的確有點不太適應，總覺得很多寫法都不一樣。到後面才了解其實不是對Javascript不適應，正確來說是對Web和DOM概念不熟悉才是。

不管是Java或是Javascript，如果對C有一定程度熟悉的話，掌握它們的基本語法其實用不到二天的時間。就像上面有人舉了這個例子 :

試著用Javascript去run下這行code :

1 2 3 4 5 6 7 8 9

var myNumber = 4; var myArray = [4]; makeChanges( myNumber, myArray ); console.log( myNumber + " and " + myArray); function makeChanges( aNumber, anArray ) { aNumber++; anArray[0]++; }

你會得到 "4 and 5" 的結果。如果了解C，一定馬上就知道為什麼一個任意數值並不會因為call function 被改變，而array會。

因為C有pointer，而pointer的作用其實跟array是一樣的。如果它們被當作某一個function的參數時，這時就等同於把這個值(被指向或是一個陣列)的地址一起傳送過去。所以這個function真正做的事 : 訪問這個變數的地址，改變這個地址的值。

可是任意數值並沒有。雖然一開始它們己經被賦予了某個值，存放在某個記憶體位址，可是當它們被當作做某個function的參數時，這function是沒辦法訪問這個變數的地址，它能改變的值只能作用於這個function的執行緒裡面，並不能影響其它執行緒的訪問。所以在跳出該function的時候，另一個執行緒訪問同樣的變數其實並不受任何影響。簡單來說，makeChanges所訪問aNumber的地址和外部訪問的myNumber的記憶體位址其實是完全不一樣的。

所以大家才會說，pointer其實是無所不在的，只是被藏起來罷了，因為它真的不好理解。但就如上面有人說 :

電腦硬體是很難以理解的。我們越不去看它，寫出一個程式去叫電腦做些事是越容易。 但我們越深入了解它，我們就更加理解真正要處理問題和原因是什麼。