进程（process）
进程是一个执行中程序的实例，每个程序都运行在其进程的上下文中。比如我打开了一个qq，那么这就是一个进程。在win系统的任务管理器中可以看到进程列表。
上下文是由程序运行所需的状态组成，包括程序的代码和数据，堆栈，寄存器，程序计数器等。
上文（过去）：已执行过的进程指令和数据在相关寄存器与堆栈中的内容;
正文（现在）：正在执行的指令和数据在寄存器与堆栈中的内容;
下文（未来）：待执行的指令和数据在寄存器与堆栈中的内容;
进程的状态：
- 就绪
- 运行
- 阻塞
多进程的目的是提高CPU的利用率。倘若没有多进程的话，计算机的使用体验就很差了。比如有下面两个进程：
A进程的工作是从硬盘读取文件，花费10秒钟
B进程的工作是计算1+1
假设A先执行，那么B需要等待10秒之后才能计算，即这10秒的时间CPU是空闲的。
为了提高CPU的利用率，我们可以在这10秒CPU空虚的时候来执行进程B，原本CPU运行的是A进程，然后切换运行B，这个过程叫做上下文切换（context switch）。上下文切换是有开销的，这个在后面来介绍。
线程（thread）
线程是运行在进程上下文中的逻辑流，一个进程可以包含多个线程，比如在qq中进行视频聊天和传输文件，这相当于是2个线程。每个线程有自己的上下文且有唯一的线程id，叫做tid，线程的上下文跟进程类似。多个线程可以运行在一个进程的上下文中，因此这些线程共享进程的虚拟地址空间。
线程的状态：
- 运行
- 就绪
- 阻塞
从上面来看，线程和进程很像，线程有时也被叫做轻量级进程，那为什么还需要线程呢？主要原因是一个应用中可能会同时发生多种活动，比如我用qq一边跟小美视频聊天，一边跟小芳传送文件，这两个操作造成阻塞，此时多线程会更好的利用cpu，这期间会发生线程的上下文切换，与进程类似，这个切换也是会有开销的。即如果存在较多的计算和IO处理时，通过多线程让他们重叠执行，可以更好的利用cpu，从而提高程序的运行速度。这里就不能使用多进程来实现了，因为不能同时在一个设备上登录两个相同的qq账号。
如下图所示展示了进程和线程的关系，有2个进程，里面分别运行了3个线程
进程和线程的比喻
1.把CPU看作是电源，假设电源一次只能供给工厂的一个车间使用。即一个车间开工的时候，其他车间都必须停工。相当于是一个CPU每次只能运行一个任务。这里的车间就相当于是进程了
2.一个车间里，可以有很多工人，他们协同完成一个任务。这里的工人好比是线程，一个进程可以包含多个线程。
3.车间的空间是工人们共享的，比如许多房间是每个工人都可以进出的。这象征一个进程的内存空间是共享的，每个线程都可以使用这些共享内存。
4.每间房间的大小不同，有些房间最多只能容纳一个人，比如厕所。里面有人的时候，其他人就不能进去了。这代表一个线程使用某些共享内存时，其他线程必须等它结束，才能使用这一块内存。
5.一个防止他人进入的简单方法，就是门口加一把锁。先到的人锁上门，后到的人看到上锁，就在门口排队，等锁打开再进去。这就叫”互斥锁“（Mutual exclusion，缩写 Mutex），防止多个线程同时读写某一块内存区域。
6.还有些房间，可以同时容纳n个人，比如厨房。也就是说，如果人数大于n，多出来的人只能在外面等着。这好比某些内存区域，只能供给固定数目的线程使用。
7.要限制厨房中的人数，可以在门口挂n把钥匙。进去的人就取一把钥匙，出来时再把钥匙挂回原处。后面的人没有取到钥匙，就必须在门口排队等待。这种做法叫做“信号量“（Semaphore），用来保证多个线程不会互相冲突。
不难看出，mutex是semaphore的一种特殊情况（n=1时）。也就是说，完全可以用后者替代前者。但是，因为mutex较为简单，且效率高，所以在必须保证资源独占的情况下，还是采用这种设计。
以上比喻引自：http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/04/processes_and_threads.html
一个进程最多可以创建多少个线程
进程中可以创建线程的数量这个主要跟下面两个因素有关：
- 进程的虚拟内存空间上限，创建线程会为其开辟私有的栈内存，随着线程数量的增长，占用的栈内存会越大，所以进程的虚拟内存空间就决定了可以创建线程的个数。
- 系统参数限制，系统中有控制最大线程的参数。
在linux系统中内存占用空间如下
- 32 位系统的内核空间占用 1G ，位于最高处，剩下的 3G 是用户空间。
- 64 位系统的内核空间和用户空间都是 128T ，分别占据整个内存空间的最高和最低处。
一个linux的线程大概占8M内存，以32位系统为例，有3G空间可以使用，那么可以创建大约3G/8M = 384个。对于64位系统来说有系统参数限制和硬件等因素，肯定创建不了128T/8M数量的线程。
进程和线程上下文切换开销
linux中进程的上下文开销有下面几项：
- 地址空间的转换，如切换页表全局目录，刷新TLB
- 硬件上下文切换，如切换内核栈，载入寄存器数据
对于同一个进程内的线程来说，上下文切换，跟进程类似，相对开销略低一些。
另外上下文的切换有可能会导致L1、L2、L3缓存中的数据会失效，新的进程会穿透到内存，破坏了数据的局部性，这也是会有开销的。
进程和线程的对比
1.进程之间的内存是不共享的，同一个进程中的线程会共享内存;
2.从时间开销上来看，Linux 下创建进程跟线程差不多。从空间开销来看，Linux 下创建进程开销大于线程;
3.进程是资源分配的基本单位；线程是程序执行的基本单位;
4.一个进程由若干线程组成，线程是进程中代码的不同执行路线;
5.线程上下文切换的开销小于进程的上下文开销;
参考资料：
《深入理解计算机系统》
《现代操作系统》
https://www.zhihu.com/question/19903801
https://zhuanlan.zhihu.com/p/387673151