前面我們談完Process，接下來我們來說Thread～～～

Thread 基本概念

Process是一個正在執行的程式，是作業系統資源分配的基本單位。每個 Process 都擁有獨立的記憶體空間、開啟的檔案描述符、程式計數器、暫存器狀態等。而Thread（執行緒）是一個 Process 內部的更小執行單位，負責實際執行指令流程。它們共享同一個 Process 的資源（例如記憶體、開啟檔案、全域變數），但有自己獨立的堆疊(Stack)和程式計數器(PC)。

Process（行程）就像是一場比賽：一個比賽就佔用整個操場（CPU）。
Thread（執行緒）就是比賽中的選手：一場比賽可以只有一位選手，也可以有很多選手同時跑不同的賽道。

所以說，一個Thread裡面包含：

• Thread ID：唯一識別編號
• Program Counter：程式計數器，記錄下一個執行的指令
• Register Set：暫存器組（CPU 狀態）
• Stack：堆疊（函式呼叫、區域變數）

單一執行緒 vs 多執行緒如下表所示：

多核心程式設計（Multicore Programming）

現在我們在買電腦時，CPU當中強調的8核心、16核心，其實這些核心，就是同時幫你做事的小幫手們。那如果你只派給他們一個任務，其實就相當于浪費掉很多CPU的效能。

Concurrency vs Parallelism

在此之前，我們先搞懂兩個重要名詞：

• Concurrency（併發）：多個任務能交錯執行，看起來同時在跑（單核心也可以達成）
• Parallelism（平行）：多個任務真的同時在跑（多核心才能實現）

這邊用兩張恐龍本的圖來表示一下～～
第一張是單核心上的併發（看似同時，實則輪流）
第二張是多核心上的平行處理（真的同時跑）

Multithreaded Programming vs Multicore Programming

噗呲，Ｊ個也算硬插進來的話題，也是被問到不知道怎麼說ww

Multicore Programming（多核心程式設計）是屬於硬體與排程層面的問題。指程式設計時考慮到硬體中存在多個 CPU 核心 (Core)，嘗試有效分配運算到不同核心，實現真正的平行處理（parallelism）。Ｊ個是涉及 thread binding、cache coherence、核心負載平衡等。

而Multithreaded Programming（多執行緒程式設計）是屬於程式設計層面的概念。指一個程式內部啟動多個Thread同時工作。這些Thread可能Concurrency，也可能Parallelism。總之就是來提升效率、資源共享、回應速度。Multithreaded的好處如下：

• 反應速度（Responsiveness）：使用者操作不中斷，程式更即時互動，例如按下按鈕還能繼續使用介面
• 資源共享（Resource Sharing）：同一個 process 中的 threads 天生就能共享資料、變數與資源
• 經濟效益（Economy）：thread 比 process 更輕便，建立與切換成本更低
• 可擴展性（Scalability）：在多核心系統上，執行緒可平行運作，效能提升更明顯

然而，理想是美好，現實總是骨感的。我們就來談談Multithreaded常見的五大挑戰：

第一，任務分解（Identifying Tasks）。我們需要把程序（Process）拆成多個小任務（thread），而且這些任務要能獨立執行才行。

第二，Process拆分後，就會需要考量每一個Thread的工作平衡（Balance）：每個 thread 工作量要平均，不能一人爆肝、別人耍廢。否則會出現「其中一核心超忙，其他核心閒到發呆」的情況。

第三，資料切分（Data Splitting）：不只任務要分，資料也要分！讓每個核心各處理自己的那一塊，減少互搶資源。

第四，資料相依（Data Dependency）：如果 thread A 需要 thread B 的結果，那 A 就得等 B，這會讓平行變「卡頓」。這種「你等我我等你」的情況，要靠同步機制來處理。

第五，測試與除錯（Testing & Debugging）：多執行緒的錯誤難抓！bug 可能只在某個時間點、某個執行順序才出現，叫做「難以重現的地雷」。測試與除錯會比單執行緒程式更複雜。

希望這樣有幫助大家對於名詞解釋有更深的理解～