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前言：

操作系统定位

并发

并行

并发

进程

描述

PCB

管理

内存管理

进程间通信

线程

小结：

前言：

    当一个程序运行起来时，操作系统要为之分配一些资源，这样的运行起来的程序称之为一个进程。为了有效解决并发编程，多进程会对于系统的开销比较大，由之提出了多线程。

    进程包含线程，一个进程可有多个线程。多个线程是共享一块资源的，这样就可以大量减少系统的开销。

操作系统定位

    应用程序 --> 系统调用 --> 操作系统内核 --> 驱动程序 --> 硬件设备

    注意：系统调用会为应用程序提供api，操作系统的核心功能对上和对下进行管理。

并发

    由于cpu的资源有限，需要把多个进程进行合理的分配。让有限的资源可以执行多个进程。

并行

    微观上同一时刻，两个核心上的进程就是同时执行的。

并发

    微观上同一时刻，一个核心只能运行一个进程，但它对于进程间的切换是足够快的。

进程

    一个运行起来的程序称为一个进程，没运行起来就不算。每个进程都会对应一些资源，进程是重要的“系统资源”，由操作系统负责管理。以组织和描述的方式进行管理。

描述

    使用c语言中的结构体对进程的属性进行描述，每个这样的结构体称为“进程控制块”，简称：PCB。

PCB

1）pid

    进程的身份标识符，不同的进程有不同的pid（唯一的数字）。

2）内存指针

    指向了这个进程使用的内存空间。

3）文件描述符

    硬盘上的文件，等其他资源。

4）进程调度相关属性（这里写一些重要的属性）

   1. 进程的状态

       就绪状态，运行状态，阻塞状态（进程正在其他地方运行）

   2.优先级

       对进程划分优先级，先执行哪个再执行哪个。

   4.上下文

       操作系统再对进程进行切换的时候，记录进程的中间状态。下一次进程执行的时候就可以恢复原来的状态。

   5.记账信息

       操作系统统计每个进程在cpu上占用的时间和执行指令的条数，根据这个来决定下个阶段该如何调度。

管理

    通过一个双向链表对进程管理起来，把每个进程的pcb通过双向链表连接起来（这里不是一个单纯的双向链表）

内存管理

    如果有一个进程对内存的使用越界了，刚好影响到了另一个进程的内存空间，那么就有可能导致两个进程都崩溃。所以提出了虚拟内存的方法。

    针对进程使用的内存空间，进行隔离。代码里也不在使用物理内存，而使用虚拟内存。由操作系统专门的硬件设备负责虚拟内存到物理内存的转换。

 注意：操作系统中硬件设备一旦发现进程1的内存越界，就会反馈一个错误，使其进程崩溃。这样就不会影响其他进程了。

进程间通信

    这样对进程隔离起来，但是进程间需要数据交互。实现的核心思想：对进程间提供一个公共可以访问的空间，基于这个公共空间实现数据交互。

    这里列举一些主流操作系统提供的进程间通信机制：管理，共享内存，文件，网络，信号量，信号。

线程

    进程对于系统资源的开销比较大，因此提出了多线程，共用一个进程的资源。

    一个进程包含多个线程，多线程对一个进程间的资源进行共享（内存，文件描述符表等），这样就节省了资源，但是会引发线程安全问题。

    线程安全，多个线程争取同一块资源，一个进程间某个线程抛异常可能导致整个进程的崩溃。

注意：

   1）每个线程都对应不同的pcb，当pcb被cpu调度时，这个线程就启动了。

   2）操作系统调度时，是以线程为单位的。

   3）一个进程里面的线程，pid，内存指针，文件描述符表都是相同的。

   4）线程之间是同时进行的，我们看起来貌似没有规则。其实在操作系统内核中，是有一定的规律（取决于操作系统调度器策略的实现）。

   5）进程专门负责资源分配，线程接管和调度一切相关内容。

小结：

    这块的内容我们需要理解，这样会加深我们对其的记忆。