1.什么是线程？进程，线程，彼此有什么区别？⭐⭐⭐

进程

• 进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配的基本单位。
• 是操作系统结构的基础。
• 进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。

线程

• 线程是操作系统最小的运算调度单位。
• 线程包含在进程中，是进程中实际执行任务的单位。
• 在一些操作系统中，线程也被称为轻量级进程

线程和进程区别：

• 线程是进程的一部分，是进程内的实际执行单位，而进程则是操作系统分配资源的基本单位。
• 每个进程都有独立的地址空间和系统资源，而线程共享同一进程的地址空间和系统资源。
• 线程之间的切换比进程之间的切换更快，因为线程共享相同的上下文和资源。
• 线程间通信更加方便，可以直接读写共享内存，而进程间通信需要通过特定的机制（如管道、消息队列等）。
• 进程的创建和销毁比线程的开销更大。
• 进程是相对独立的，一个进程的崩溃不会影响其他进程，而线程是相互依赖的，一个线程的崩溃会导致整个进程的崩溃。

2.什么时候用进程，什么时候用线程？⭐⭐

使用进程的情况：

1. 需要独立的地址空间和系统资源：如果任务需要运行在独立的环境中，不同任务之间的数据隔离较为重要，那么可以选择使用进程。
2. 需要更高的安全性和稳定性：如果一个任务的崩溃不应该影响其他任务的正常运行，使用进程可以保证更高的安全性和稳定性。
3. 并行计算需求：如果任务需要充分利用多核处理器的计算能力，可以通过多个独立的进程并行执行来提高计算效率。

使用线程的情况：

1. 共享数据和资源：如果任务之间需要共享数据和资源，并且数据同步和通信较为频繁，使用线程可以更方便地访问和操作共享资源。
2. 轻量级任务：如果任务比较轻量级，且并行执行可以提高效率，使用线程可以进行更快速的切换和调度，减少开销。
3. 实时性要求：如果任务对实时性要求较高，使用线程可以更快响应事件和处理任务。

3.一个线程占多大内存？⭐⭐⭐

一个线程在Linux系统中大约占用8MB的内存。这是因为Linux系统中的线程栈是通过缺页异常来进行内存分配的，不是所有的栈空间都会被实际分配内存。因此，8MB只是一个上限，实际的内存消耗会略微超过实际需要的内存。这个差额主要是由于内部损耗（每个线程内部的一些开销）所引起的，通常在4KB范围内.

4.说说什么是信号量，有什么作用？⭐⭐

信号量是一种同步机制，它本质上是一个计数器，用于多进程或多线程对共享资源的访问。信号量的主要作用是保护共享资源，使得在一个时刻只有一定数量的进程或线程可以访问。

信号量的原理是基于 P(sv) 和 V(sv) 两种操作：

• P(sv) 操作会将信号量的值减1，如果信号量的值大于零，进程或线程可以继续访问共享资源；如果信号量的值为零，进程或线程会被挂起，直到其他进程或线程通过 V(sv) 操作释放信号量。
• V(sv) 操作会将信号量的值加1，如果有进程或线程因等待信号量而被挂起，它们中的一个会被唤醒继续执行；如果没有进程或线程等待信号量，信号量的值会增加。

通过控制信号量的值和对共享资源的访问，可以实现对共享资源的互斥访问和并发控制。

代码举例：

#include <iostream>
#include <semaphore>
#include <thread>

std::counting_semaphore<1> semaphore; // 创建一个信号量，初始值为 1
int counter = 0; // 共享资源

void IncrementCounter() {
    semaphore.acquire(); // P(sv) 操作

    // 访问共享资源
    counter++;
    std::cout << "Counter: " << counter << std::endl;

    semaphore.release(); // V(sv) 操作
}

int main() {
    constexpr int NumThreads = 3;
    std::vector<std::thread> threads;

    // 创建多个线程并启动
    for (int i = 0; i < NumThreads; i++) {
        threads.push_back(std::thread(IncrementCounter));
    }

    // 等待所有线程完成