针对java程序员的了解细节操作系统与进程

一、💛 

操作系统（浅浅概念）：是用来搞管理软件的

                                           1.对下,要管理各种硬件设备

                                           2.对上,要给应用程序提供一个稳定的运行环境

二、💙

进程：正在运行的程序，假如程序没有运行就不叫程序，同一个程序运行多次，假如你开了三个QQ，那也就是产生了三个进程。

我们说的程序往往是可执行文件（exe）只是硬盘中的一个静态的东西（只有你双击程序，此时操作系统，就会把可执行文件的数据和指令，加载到内存中，并且让cpu去执行这里的指令，完成一系列相关工作，运行起来（动态的）进程。

进程能够干活，说明进程能够消耗一定的资源，可执行程序只是占据了硬盘空间，而进程会消耗cpu资源，内存资源，硬盘，网路带宽。

 🌚这里我就要说一手，常常兄弟们会想一个问题，我假如下那种小电影软件 🌚，但是不安装就是玩，会不会有病毒啥的，只要他不成为进程，就没有任何问题。

♓️ 进程也是系统分配硬件资源的基本单位（如同发物资，按着一家一户这么发）

一台运行的计算机，大概率包含很多进程，一旦东西多了，就要考虑管理

在数量多的情况下：1.先描述：会使用一个结构体（C语言里面的，如同java中低配的类，没有方法啥的，操作系统主要是c/c++来实现）来记录进程里面的各个属性

这个结构体叫做PCB<-(进程控制块)💖 💖 💖 

                                    2.组织：会使用一系列数据结构（多为双向链表）,把多个进程进行一个有效的组织，随时去遍历，查找，汇总数据  

一旦使用双向链表这样的方式来进行组织的时候：

(a)查看进程的链表本质就是遍历该链表

(b)创建一个进程，就是创建一个PCB结构体，并且插入到链表上。

(c)销毁一个进程，就是把这个PCB结构体从链表中删除。

三、💚

PCB中大概有哪些消息：

1.♈️PID进程的标识，同一时刻，每个进程的PID一定都是不同的（正是我们之前在MySQL使用中遇到的没有PID的文件。

2.♉️内存指针：

   表示了该进程，对应的内存资源是如何的

   内存资源中要有什么捏？-最主要存储的就是从exe可执行文件中可载过来的指令和数据

指令：二进制的指令，都是程序猿开发这个程序的时候，最终编译生成的结果，也就是程序猿写的代码逻辑（进一步的再去交给cpu执行）

数据：执行的这些指令，会依赖一些数据

3.♊️文件描述表：

和硬盘资源有关了，硬盘是硬件，应用程序一般没法直接接触到硬件层 ，实际操作系统抽象成文件这样的概念，程序操作的是文件，文件实际上是存储在硬盘上的，每个进程就会有一个文件描述符来记录，当前这个进程正在使用哪些文件

也就是说 程序->文件->硬盘

操作系统打开一个文件，就会产生一个文件描述符（就像文件的身份标识一样，当然只在进程内部生效啦，）同时会使用文件描述表（类似于数组），把文件描述符组织起来。

补充：进程需要在cpu上执行指令，每个进程要是想完成任务，都要在cpu上一样执行

把进程比喻成演员，那么cpu就是表演场地，早期的cpu只有一个舞台，一个时间上只允许一个剧组在上面拍戏。

但是现在cpu 8核 16核···但是我们要处理的事务几十个，上百个

♐️并行：同一时刻两个进程，同时运行在两个cpu的逻辑核心上

♒️并发：两个进程，在同一个舞台上，轮着上，由于cpu切换进程极快，围观上，这俩进程串行执行的，宏观上，看起来，他俩就是同时进行的～

操作系统，在调度这些进程的时候，可能是按照并行的方式来调度，也可能是按照并发的方式来调度，～在应用程序这一层，感知不到的！ （系统中内核能感知到）

由于感知不到哪种方式调度，这两种调度方式，宏观上体现效果都是一样的，通常用并发代替并发和并行（面试官说啥是啥，舔就完事了）

4. ♋️PCB中关于进程调度相关的属性（这些属性也就描述了进程对应的cpu资源使用情况）

（1）♌️状态  就绪状态—— 一个进程已经随时做好在cpu上执行的准备，）

                    阻塞状态/睡眠状态： 因为某些原因无法准备中。

状态之间都是相互转化的，实际上进程的状态有很多种，但是这两种事最重要的。 

（2）♍️优先级

系统给进程进行调度的时候，也不完全是公平的，也会根据优先级不同，来决定时间分配的权衡，就可以把系统资源调配给更重要的进程上了。（例子：有钱>帅>舔）

（3）♎️ 上下文

这些进程是轮着上的，一次运行不完，就需要保证下次cpu运行的时候，能够从上次运行到的位置，继续往后运行。（游戏存档，读档）

（4）♏️记账信息：相当于统计信息

  会统计每个进程，在cpu上执行了多久，执行了多少指令了，是对于进程调度的一个兜底。

 上述这些属性，主要是有一个直观认识->认识进程调度大概是怎样的，后续编码有一定影响，每个进程，都需要一定的内存资源。

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按照上述直接分配物理内存的模型，此时假如一个指针越界指向其他位置，很可能会影响别的进程的执行，非常影响系统的稳定性。

后来操作系统引入了“虚拟地址空间”这样的概念，有效解决上述的问题 

⛎ 虚拟地址，并非物理内存中真实存在的地址，而只是在该进程内存在不同的进程，可以存相同的虚拟地址，但实际上对应得到的是不同的物理地址，虚拟地址和物理地址，操作系统可以灵活切换

 

 

🔯这样的设定之后，每个进程的有效的虚拟地址都是固定范围，进程使用虚拟地址的内存，都需要操作系统进行转换成物理地址，这个转换的过程中，就可以针对虚拟地址是否有效，做出校验

虚拟地址，和物理地址的区别就像是

1班有王强

2班有王强，区分这两个王强，要是区分就要看，年纪花名册（物理地址呗）

虚拟空间的加持下，进程有了独立性，每个进程有自己的虚拟空间->一个进程无法直接访问，或者修改其他进程，虚拟空间，独化了系统的独立性，

假如也要进程之间产生写配合，联系

进程间通信（进程隔离性的基础上，开个口子有限制的相互影响），在进程隔离之间开个口，本质相同，找一个公共区域（就像是做小区核酸，）借助公共区域来完成数据的交换

（以后介绍，本章先到这里）

最近会更新一些基本的知识，和算法，打算冲一下蓝桥杯加油啦