程序执行副本
一个程序执行一定存在需要计算资源、存储资源，那么多个程序一起运行时，一定存在如何分配计算机有限的资源，那么这个过程中，每个程序就是一个进程。当有些进程运行中时，会进行图形渲染、请求网络、响应用户操作，需要在进程中并行这些任务（不阻塞），为了不给计算机增加负担，会用更轻量化的进程去做（即线程）。
设计思想
接下来我们思考几个核心的设计约束：
- 进程和线程在内存中如何表示？需要哪些字段？
- 描述信息：这部分是描述进程的唯一识别号，也就是 PID，包括进程的名称、所属的用户等。
- 资源信息：这部分用于记录进程拥有的资源，比如进程和虚拟内存如何映射、拥有哪些文件、在使用哪些I/O 设备等，当然 I/O 设备也是文件。
- 内存布局：操作系统也约定了进程如何使用内存。描述了一个进程大致内存分成几个区域，以及每个区域用来做什么。 每个区域我们叫作一个段。
- 进程代表的是一个个应用，需要彼此隔离，这个隔离方案如何设计？
- 地址空间隔离（即物理隔离）
- 内存空间隔离
- 操作系统调度线程，线程间不断切换，这种情况如何实现？
- 注意中断帮助寄存器保存之前进程 / 线程的状态
- 需要支持多 CPU 核心的环境，针对这种情况如何设计？
- 进程（线程）创建后，就开始排队，此时它会处在“就绪”（Ready）状态
- 当轮到该进程（线程）执行时，会变成“运行”（Running）状态
- 当一个进程（线程）在等待其他操作时，会变成“阻塞”（Block）状态
调度执行
- 非抢占：先到先服务，保证公平性和吞吐量
- 抢占：考虑优先级、最短任务优先（做分级队列）
举例：Linux的O(n)，O(1)，CFS调度器，使用的策略有，静态动态优先级，时间片分配，全局/每个CPU/每个优先级分配一个队列，CPU任务窃取，虚拟时间，链表，红黑树
进程间通信
- 管道
- 共享内存
- 消息队列
-
锁 & 信号量
竞争
指多个线程对一个资源（内存地址）的读写产生竞争，在这个情况下，输出的值不可预测，取决于竞争时（临界区）的操作顺序，解决办法就是避免同时进入临界区（互斥）
锁
抢占临界区，通过wait - notify实现竞争时的操作顺序，如果一个线程拿到锁，就继续执行，如果竞争失败，就调用wait方法将线程假如等待队列，当线程执行完毕，调用notify通知等待队列中的线程。
信号量
饥饿 & 死锁
线程1获得锁1，等待锁2；线程2获得锁2，等待锁1；于是两个线程都陷入了等待（饥饿），且等待永远不会结束，所以造成死锁需要满足以下4个基本条件
资源抢占存在互斥逻辑
- 持有等待
- 禁止抢占（如果拿不到资源一直会处于等待状态，而不会释放已经拥有的资源）
- 循环等待
解决办法：等待过程设计并发控制算法或超时 / 失败后协商转让
分布式锁
考虑多个服务容器，当多个容器同时调用修改用户积分服务时，一定会发生竞争，以操作Redis为例：
- 从Redis读用户积分
- 修改积分
- 更新Redis
以上都属于原子操作（操作不可再分），由CPU指令提供，如cas、tas指令
这里就一定要加锁，有兴趣的可以了解一下Redis中setnx指令、Zookeeper节点操作等等
悲观锁 / 乐观锁
悲观锁：互斥排异，只保留最后一次更新（如MySQL的表锁、行锁、Java中的锁）
乐观锁：允许不同，先更新的先采纳，后更新的解决冲突（Git版本控制）
去中心化：区块链
不走中心化平台系统处理，不产生竞争，点对点交易，解决信用问题
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