從一切皆資料與計算的角度，理解程序與執行緒

一切皆資料和對資料的操作（計算）

以下是思考意識流。

「程序和執行緒是什麼？」，這是乙個常見的程式設計師校招面試題，簡單的回答是：執行緒是程序的乙個實體，是 cpu 排程的基本執行單元，但執行緒不擁有資源。程序包含若干執行緒和資源（資料），乙個程序至少有乙個執行緒。

但總覺得這個解釋缺點味道。一天想到馮·諾伊曼結構，對什麼是程序和執行緒，有了另乙個解釋角度，覺得很有趣。

現在的主流計算機結構都是馮·諾伊曼結構，這個結構有兩個最基本的抽象，就是資料和計算（對資料的操作），

cpu/gpu 負責計算，記憶體/磁碟負責儲存資料，io 裝置（鍵盤，滑鼠，網絡卡，顯示器，印表機等等）負責傳輸和展示資料。

回到程序與執行緒，首先，程序與執行緒，是哪個層級的概念？cpu並沒有這個概念，程序和執行緒是作業系統層級的概念。

而且是作業系統的核心態概念，程序和執行緒，是兩個作業系統核心物件。

什麼是「核心」？什麼是「物件」？

回到一切皆資料與計算的角度，「物件」也是一種「資料」，是作業系統用於描述特定行為和內容的一種抽象。比如，windows的執行緒物件的資料結構（資料結構：資料長什麼樣子）是這樣：

上圖引用自：windows 程序與執行緒管理 - 知乎

那什麼是核心？就是：這裡的事情由作業系統說了算（定義對資料的操作範圍），其它的程式無權過問，作業系統只提供特定的 api 供外界（使用者態程式）呼叫。

再看「執行緒是 cpu 排程的基本執行單元」這句話，其實就有問題了，排程執行緒的，不是 cpu，而是作業系統，作業系統根據一定的規則（比如時間分片輪轉）來讓 cpu 執行執行緒中包含的指令。

補充回答「程序和執行緒是什麼？」這個問題：

程序和執行緒是作業系統層面的概念，本質上就是兩個作業系統核心物件：即作業系統定義的兩個資料結構，作業系統通過這兩個資料結構，來管理程式的執行。

（1）以多程序形式，允許多個任務同時執行；

（2）以多執行緒形式，允許單個任務分成不同的部分執行；

（3）提供協調機制，一方面防止程序之間和執行緒之間產生衝突，另一方面允許程序之間和執行緒之間共享資源。

這三點直接引用自：程序與執行緒的乙個簡單解釋 - 阮一峰的網路日誌

再回到一切皆資料與計算，會發現計算機世界所有事情都可以放在這個模型下思考。 

除了上面提到的對硬體裝置的分類，還有：

主機板上為什麼要分控制匯流排，資料匯流排和位址匯流排；控制匯流排對應計算（對資料的操作），資料匯流排對應了資料本身，位址匯流排確定應該操作**的資料。

所有的雲端產品，基本上分為雲計算相關和雲儲存相關。

各種協議，就是定義了資料應該長什麼樣，對資料有哪些操作。

資料和計算，在不同的層級和領域，有不同的別名。

資料的別名：物件，模型，實體，檔案，楨，流等等。

計算的別名：編碼解碼，讀取/寫入/拷貝（對資料的轉移，也算一種計算吧）等等。

發現乙個心法就是，如果遇到什麼陌生的概念，可以思考這麼兩個基本問題：

1 這個概念是誰定義的（屬於哪個層級的概念）。

2 這是乙個資料概念，還是乙個計算概念。

其它的比如：

為什麼要定義這個概念，與它一起工作的其它概念有哪些？這個概念的底層概念是什麼？上層概念是什麼？與這個概念相關的操作有哪些？這個概念有沒有演化路徑？其它地方有沒有相似的概念？

想一遍這些問題，可以快速找到這個概念的定位，不至於一臉矇圈，覺得很神秘。

第一次聽說「核心物件」這個概念時就覺得很神秘，很厲害的樣子，但還原到：「核心物件就是作業系統定義的一系列資料結構，核心則是乙個邏輯概念，對於核心物件，作業系統只提供特定 api 供外部呼叫。」這句話時，思路就清晰多了，雖然對於很多細節還是不懂。

閒扯結束。

windows 程序與執行緒管理 - 知乎