プロセスとスレッドの違いは何ですか?

Question

プロセスとスレッドの違いは何ですか?

IT Interview Practice · Accepted Answer

**プロセス (process)** は、独自の隔離されたメモリ (アドレス空間) を持つ実行中のプログラムです。**スレッド (thread)** は、プロセス *内部* の実行単位です。1 つのプロセスは多数のスレッドを保持でき、それらのスレッドはプロセスのメモリを **共有** します — ただし各プロセスは他のすべてのプロセスから隔離されています。

## それぞれが所有するもの

```text
PROCESS A                          PROCESS B
┌─────────────────────────────┐    ┌───────────────┐
│ address space (code/heap)   │    │ address space │
│ file descriptors, PID       │    │  (isolated)   │
│ ┌────────┐ ┌────────┐       │    │  ┌────────┐   │
│ │thread 1│ │thread 2│  ...  │    │  │thread 1│   │
│ │ stack  │ │ stack  │       │    │  │ stack  │   │
│ │ regs/PC│ │ regs/PC│       │    │  └────────┘   │
│ └────────┘ └────────┘       │    └───────────────┘
│  ▲ shared heap, globals, fds│
└─────────────────────────────┘
```

- **プロセスごと:** アドレス空間、オープン中の file descriptor、PID — kernel によって完全に隔離される。
- **スレッドごと:** 独自の **stack**、レジスタ、プログラムカウンタ (PC)。
- **プロセス内のスレッド間で共有:** heap、グローバル変数、オープン中のファイル。

## 実際のトレードオフ

- **スレッド** は作成が安価で即座に通信できる (共有メモリ) — しかし 1 つのスレッドのバグ (不正なポインタ、クラッシュ) がプロセス全体を落とし、共有データには lock が必要です。
- **プロセス** はより重く、通信には IPC を使わねばなりませんが、隔離のおかげで 1 つのプロセスがクラッシュしても別のプロセスを壊しません — ブラウザがタブをサンドボックス化するのに使うモデルです。

同じプロセスの **スレッド間** のコンテキストスイッチは、プロセス間よりも安価です。メモリマップ (とその TLB エントリ) を変更する必要がないからです。

## なぜ重要なのか

「プロセス vs スレッド」は最も一般的な OS 面接質問の 1 つです。答えが現実の設計判断を左右するからです: サービス内での共有メモリ並列性にはスレッド、フォールト隔離とセキュリティサンドボックスには別々のプロセス。何が共有され (heap、fd)、何がプライベートか (stack、レジスタ) を正確に知ることは、レースコンディションの理解と、なぜ同期が必要かの基礎でもあります。

それぞれが所有するもの

実際のトレードオフ

なぜ重要なのか

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