Thread and Process

Core Idea

Process = chương trình đang chạy (isolated)

So sánh nhanh

Process là gì?

Định nghĩa

• Một instance của program đang chạy
• Có:

Ví dụ

• Chrome browser
• MySQL server
• Node.js app

Ưu điểm

• Isolation cao → an toàn
• Crash không lan sang process khác
• Security tốt

Nhược điểm

• Tốn memory
• IPC (inter-process communication) phức tạp
• Context switch nặng

Thread là gì?

Định nghĩa

• Đơn vị thực thi bên trong process
• Các thread:

Ví dụ

• Web server xử lý nhiều request cùng lúc
• Worker threads trong backend

Ưu điểm

• Nhẹ, tạo nhanh
• Giao tiếp nhanh (shared memory)
• Hiệu quả cho concurrency

Nhược điểm

• Race condition
• Deadlock
• Debug khó
• Crash 1 thread → có thể chết cả process

Memory Model

Process

Process A → Memory A
Process B → Memory B
❌ Không truy cập trực tiếp

Thread

Process
  ├── Thread 1
  ├── Thread 2
  └── Thread 3

→ Shared memory

Context Switching

Process switching

• Save/restore toàn bộ state
• Chậm hơn

• Chỉ switch execution context
• Nhanh hơn

Communication

Process (IPC)

• Pipe
• Socket
• Shared memory (phức tạp)

Thread

• Shared variables

Common Problems (Thread)

Race condition

• 2 thread cùng update data

Deadlock

• Thread A chờ B, B chờ A

Starvation

• Thread không được CPU

Use Cases

Process

• Microservices (mỗi service 1 process)
• Container (Docker)
• Multi-app system

Thread

• Web server handling requests
• Background workers
• Parallel computation

Threading Models (important)

Single-thread

• Simple
• Không tận dụng multi-core

Multi-thread

• Parallel execution
• Phức tạp hơn

Event loop (Node.js style)

• Single thread + async I/O
• Không dùng thread nhiều

Process vs Thread trong Backend

Node.js

• Single thread (event loop)
• Scale bằng:

Java / Go

• Multi-thread / goroutines
• Concurrent processing mạnh

Python

• GIL → hạn chế multi-thread CPU-bound
• Dùng multi-process cho parallel

Interview Insights

Khi nào dùng Process?

• Isolation
• Security
• Heavy workloads

Khi nào dùng Thread?

• High concurrency
• Shared data
• Performance

One-liner

Process để cô lập, Thread để tăng concurrency

Mapping với System Design