这一组系统调用是 Linux / Unix 进程管理里最经典的一组面试题。很多同学一开始会把它们混在一起，觉得都和“创建进程、执行程序”有关，但其实它们三者分别负责完全不同的事情：

• fork：创建子进程
• exec：让当前进程执行新的程序
• wait：父进程等待并回收子进程

最典型的组合关系是：

父进程先 fork 出子进程，子进程再 exec 执行新程序，父进程最后通过 wait 回收子进程。

这一组概念非常容易混，因为它们看起来都和“锁”有关，但其实不在同一层面。

理解这组概念最重要的一句话是：

悲观锁和乐观锁，是处理并发冲突的思路；自旋锁和互斥锁，是具体的加锁实现方式。

如果不先把这两层分开，就很容易越学越乱。

一、先把四个概念分层

1. 悲观锁、乐观锁

这是：

并发控制策略

也就是说，它们描述的是：

• 你如何看待冲突
• 冲突发生前要不要先防住
• 冲突发生后如何处理

死锁是并发控制里最经典、也最容易在面试中被单独追问的一题。它和前面学过的：

• 锁
• 信号量
• 同步与互斥
• 哲学家就餐

都是连在一起的。

最核心的一句话是：

死锁是多个线程或进程因为争夺资源而互相等待，导致谁都无法继续执行的状态。

一、什么是死锁

死锁可以理解成一种“大家都卡住了，而且谁都没法主动往前走”的状态。

最典型的例子是：

• 线程 A 先拿到锁 1，再去申请锁 2
• 线程 B 先拿到锁 2，再去申请锁 1

讲完 IPC 之后，下一步最自然就是线程同步与互斥。

因为线程之间不像进程那样需要复杂的 IPC，它们共享同一个进程的地址空间，所以通信本身通常并不困难，真正困难的是：

多个线程同时访问同一份共享数据时，怎么保证结果不乱。

这就是线程同步与互斥要解决的问题。

一、为什么线程比进程更容易出并发问题

同一进程内的线程共享：

• 代码段
• 数据段
• 堆
• 全局变量
• 打开的文件
• 地址空间

讲完进程之后，下一步最自然就是线程。

线程是面试里最常见也最容易讲乱的概念之一。很多人只会背：

• 进程是资源分配单位
• 线程是调度单位

但如果不理解“为什么要有线程”，这些话就容易变成死记硬背。

一、为什么使用线程

线程出现的核心目的，是在同一个进程内部实现更轻量的并发。

如果所有并发都用进程来做，会有几个问题：

• 进程创建成本更高
• 进程切换成本更高
• 进程间通信更麻烦
• 资源隔离太强，协作不够方便

线程这块最容易让人越学越绕，因为它同时牵扯：

• 教材里的线程模型
• 用户态线程库
• 内核调度
• Linux 的实现细节

如果这些层次混在一起，很容易越看越糊。所以这一篇我们只先抓住最重要的主线：

用户线程、内核线程、LWP 分别是什么，它们是怎么对应起来的。

一、用户线程是什么

用户线程可以理解成：

在线程库或运行时里实现和管理的线程。

调度这部分，本质上在回答：

CPU 先给谁用、给多久、什么时候换人。

单核 CPU 在同一时刻只能真正执行一个任务，因此操作系统必须从就绪任务中做选择，这个选择过程就是调度。

一、什么是调度

调度程序（scheduler）的职责，就是在多个可运行进程 / 线程之间做选择：

• 先执行哪个
• 执行多久
• 什么时候换下
• 换谁上来

如果没有调度，系统就无法在多个任务之间高效分配 CPU 资源。

进程管理这部分，最先要搞清楚的不是各种系统调用，而是：

什么是进程，操作系统为什么要管理进程，以及它到底是怎么管理的。

很多同学一开始会把进程理解成“一个正在运行的程序”，这句话本身没错，但还不够。面试里如果只答这一句，后面的状态、PCB、上下文切换就很难接上。

一、什么是进程

程序本身是磁盘上的静态文件，只有被装入内存并开始执行后，才会变成进程。

所以可以直接记成：

• 程序：静态的代码文件
• 进程：运行中的程序实例

进程之间默认是相互隔离的，彼此看不到对方的用户空间。所以如果多个进程想交换数据、协作执行、同步先后顺序，就必须借助操作系统提供的进程间通信机制，也就是 IPC（Inter-Process Communication）。

理解 IPC 时，最重要的一句话是：

因为进程间用户空间默认隔离，所以通信通常要借助内核空间，或者借助操作系统建立的共享映射。

这篇就把常见 IPC 方式系统整理一遍，并补一些容易混的点。

一、为什么需要 IPC

线程之间因为共享同一进程的地址空间，所以通过共享变量就能直接通信。进程不一样，进程 A 不能直接访问进程 B 的用户空间，因此必须通过操作系统提供的通信机制来实现：