计算机的组成元件都是些冷冰冰的硬件，就像人体的躯干一样，而软件才是计算机的灵魂。
我们把软件分为系统软件和应用软件，操作系统就是系统软件的一种，只不过它是最基础的软件，其他所有软件都要运行在操作系统上。
那软件是什么呢？简言之，软件就是程序的载体。我们写的hello world等代码，打包出来就是软件，就能安装在各种设备上，然后运行在操作系统上。
那操作系统又是啥呢？凭什么让它管理我写的软件呢？我们就来了解下。
进程和线程的概念
操作系统是啥？是软件，只不过它是专门管理软件的软件。
操作系统有两个作用：
负责跟系统硬件打交道，把用户的各种操作（比如鼠标点击、键盘输入等）翻译给计算机硬件，然后将结果告诉用户；
管理其他软件。
那操作系统是怎么管理软件呢？通过管理进程！
我们知道，软件是程序的载体，而每一个程序都是一个进程。
每一个程序都有一个进程。
我们可以把一个软件理解为一个家庭，那么这个家庭就是一个进程。
那么，我们家就是一个进程，在这个进程中，有三口人：我、我爸、我妈。
那照这个意思来说，村长就是操作系统了？
虽然不太合适，不过也可以这么理解。如果这样的话，那是不是意味着村长每次下命令，都只能指挥一个家庭？因为一个家庭是一个进程，村长又是管理家庭的。
这听着不太对啊，难道村长不能让我单独去做一件事吗？必须让我们整个家庭一起去做一件事吗？一家人一起去做一件事，是不是有点浪费资源？
确实浪费资源，实际上，村长是可以指挥单独一个人去做一件事的，那么这个人就叫做一个线程。
那么，村长能单独调动的最小单位就不是一个家庭了，而是一个人。也就是说：线程是操作系统能调度的最小单元。
到这里，我们就知道了：每个程序都有一个进程，线程是进程的一部分，线程是操作系统能调度的最小单元。
那么，为啥要这么干呢？这么做村长不累吗？
线程的优点
使用线程可以提高程序的运行速度，节省时间和成本。
首先，村长肯定累，虽然比不过生产队的驴，不过也差不多了。
但是，人家操作系统是计算机，是拥有光速的男人，你就不要操心人家了。
举个例子，假如没有线程，村长让我家去挨家挨户发个开放三胎的通知，我们会怎么办呢？
三个人一起挨家挨户地去烦他们，全村 1000 户，每家 2 分钟，一共 2000 分钟，大概 33.333 小时（其中 3 无限循环），这不吃不喝一天都干不完。
那有人就纳闷了，你这就发个通知，也就嘴炮两句的事，用得着拖家带口一起上阵吗？如果你有爷爷奶奶是不是准备 5 个一起上？5 个人一起去通知一个只有两口人的家庭？发通知的比接通知的人都多，何苦呢？
所以我们就要上线程啊。
上了线程后，我们每个人都是一个线程，就可以三个人一起上，这样时间直接变为原来的 1/3，一天就搞定了，从而节省了时间。
而且原来 33 小时搞定的事情，现在 11 小时搞定，等价于白白增加了 22 小时的寿命，等价于节省了成本。
所以，引入线程，就等价于变串行为并行，能提高速度，节省时间。
串行：一件事同一时刻只有一个人做。
并行：一件事同一时刻有多个人做。
有人说，这样的话，岂不是线程越多越好吗？越多就等于同时有更多的人去做，这样肯定更快啊。
错！
还是刚刚的例子，全村 1000 家，你能用 1001 个人去通知吗？显然不能。最重要的是：计算机无法让那么多线程同时工作。
这是啥意思呢？
比如说，一个 16 核的 CPU，最多只能让 16 个线程同时工作。即使开了 100 个线程，同一个时刻也是只有 16 个线程同时工作。
有人说，不对啊，我开了 100 个线程打印数字，发现它们都同时打印了。
那只是你以为而已。其实这里面是有个调度算法的，计算机通过一定的调度算法，让你这 100 个线程看起来像是每个都在执行，这个我们在后面会细讲。
再举个例子，大家都用迅雷下载过电影，其实每个下载流都是一个线程，是不是越多越好呢？
不是！
因为网速就 100k/s，你开一个线程下载，就是 100k/s，你开两个线程下载，那么网速就均分，就变成每个 50k /s，这有啥意义呢？原来 100k/s 的还能先下载个看着，然后等另一部下载呢。
但是，如果你是在计算数学题，比如 100 道题目，你就可以开启 10 个线程，每个线程计算 10 道题目，然后把结果合并即可。
其实，说白了：如果你的程序存在着资源竞争，开启多线程是无益的；如果你的程序不存在资源竞争，开启多线程是有益的。
比如上面的下载，都在争着用网络，你即使开启 250 个线程，也 no egg use。你多开线程能增加网速吗？而上面的数学题，彼此都是独立的，就可以多开几个线程来同时完成。但是如果上面 100 道题目的下一题需要依赖上一题的结果，那就别开多线程了，没用！
上述说到的资源竞争，就是多线程的缺点，那这个咋避免呢？
多线程的问题
资源冲突：多个线程在同一时刻操作同一个资源。
还是上面的例子，假如三个人都同时通知到同一家，这个算不算资源冲突呢？
不算，因为这个只是访问资源，不是操作资源，操作资源指的是对资源进行了修改。比如：
// 定义资源i
int i = 10;
// 访问资源，没有修改i
println(i);
// 操作资源，对i进行了修改
i = 1;
发生冲突的资源，就叫临界资源。比如，如果发生了冲突，上述的i就是临界资源。
上述我们说了，线程是进程的一部分，是操作系统调度的最小单位。是调度的最小单位，不是持有资源的最小单位。也就是说，资源都是在进程中的，进程是持有资源的最小单位。
还是我家，我们每个人都可以自由行动，但是我家的粮仓却只能放在我家，不可能每个人都持有一个粮仓，粮仓就是资源，所以进程是持有资源的最小单位。线程可以使用资源，却不能持有资源。
控制器控制程序流按顺序执行，程序流指的就是线程，每个线程内部都有一个缓存，用来存放自己需要的数据，当每个线程被执行的时候，CPU 就会把这个线程需要的数据读入缓存中，等到执行完毕，就再把缓存的数据写回到内存中。
每一个进程都有一块内存，这个内存是所有线程共享的。每一个线程都有一个缓存，这个缓存是自己独占的。
假如我们有个进程 P，进程 P