JavaEE——进程调度
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JavaEE
目录
- 进程调度
- 1.进程/任务的概念
- 2.操作系统管理进程
- 描述
- 组织
- 3.进程控制块抽象(PCB)
- 4.进程调度
- 并行执行与并发执行
- 进程调度相关属性
- 5.虚拟地址空间
进程调度
1.进程/任务的概念
进程也叫做"任务",进程是操作系统对一个正在运行的程序的一种抽象。
我们来举一个 例子： 如图,这个WeChat.exe我们将称为,可以执行文件又叫可执行程序,是一个存储在硬盘上的文件.
我们双击这个文件,WeChat开始运行.操作系统就会把这个文件中的核心数据加载到内存中,同时在操作系统中,生成一个 进程。
生成的进程，我们可以在任务管理器中看到这个进程。
同时我们在此处看到的一切跑起来的程序都叫 进程。
# 注意 # 执行了这个可执行程序，才会产生进程，不执行就不会产生任何动作。
2.操作系统管理进程
描述
详细的表示清楚，一个进程有哪些属性、信息。
通过结构体来描述，结构体中包含了一个进程的各种信息。我们给它起了一个特殊的名字PCB（进程控制块）。
组织
通过一定的数据结构，把若干个描述的实体，将他们放在一起，并且进行增删改查。
系统中通常会使用双向链表这样的结构，来把这些PCB给组织到一起。
总结：
- 创建一个进程，本质上就是创建PCB，并且加入到链表上
- 销毁一个进程，本质上就是从链表上删除对应的PCB节点
- 查看任务管理器的进程列表，本质上就是在遍历这个链表
# 注意 #
- 一个进程可能是一个PCB，也可能对应多个。
- 系统这里管理PCB的链表，也不一定是一个。
3.进程控制块抽象(PCB)
PCB中的关键信息
- pid—进程的身份标识（一个主机，同一时刻，进程的pid是
唯一的） - 内存指针 （创建进程，要给进程分配内存空间。内存空间上就有很多区域：有的用来放指令，有的用来放数据，还有的用来维护运行状态……内存指针则是用来
区分哪块是用来干啥的） - 文件描述符表（每个进程，都可以打开一些文件。
文件描述符表里面就记录了当前进程都打开了哪些文件）
总结：
所谓进程，也就是操作系统分配资源的基本单位。
4.进程调度
CPU资源有限，需要合理安排。计算机进程有许多，一百多个。而我们电脑的CPU可能只是一个6核CPU（同时可以跑6个任务），那我们应该如何跑这一百多个进程，这就叫做进程调度。
并行执行与并发执行
CPU的运算能力，和集成程度是密切相关的，但想提高集成程度，有一定困难。单核提升能力有限了，就可以搞多个核心。
每个CPU核心上，都可以独立的运行一个进程。所以多个CPU核心，就可以同时独立的运行多个进程。（这种模式叫做：并行执行）
与并行执行相对应的，有并发执行。即一个CPU核心，先运行线程1，再运行线程2，再运行线程3。只要微观上切换的足够快，宏观上就好像是三个进程同时运行一样。
总结：
所谓的
进程调度，就是通过“并行”和“并发”的方式，让计算机可以"同时"执行多个进程。
进程调度相关属性
- 进程状态
- 进程优先级
- 进程上下文
- 进程记账信息
# 注意 # 这一组属性存在的意义，就是为了支撑“进程调度”。
1.进程状态
- 阻塞状态（处于阻塞状态的进程需要等待，无法被调度到CPU上执行）
- 就绪状态（处于就绪状态的进程才能上CPU来执行）
2.进程优先级
进程执行的谁先谁后，是有顺序的，有主次之分。系统调度的时候会根据优先级，来给进程安排时间。（创建进程时，可以通过一些系统调用来干预优先级）
3.进程上下文
进程在CPU上执行了一会后，要切换给别的进程，就需要保存当前运行的中间结果。下次轮到该进程执行时，就恢复之前的中间结果，继续执行。
4.进程记账信息
记账信息，即为每个进程在CPU上执行了多久，也叫统计信息。（起到辅助调度的效果）
执行进程的时候，虽然有优先级，但还是不希望让有的进程完全捞不到CPU。通过时间表，使调度更加均衡。
5.虚拟地址空间
为了防止直接存储在一段连续的地址空间，如果进程1的指针越界操作，影响到进程2。防止进程间互相影响，就需要让每个进程都有各自的内存空间，让其互不干扰。 于是我们给每个进程划分内存空间，都叫做
“虚拟地址空间”（不是真实的物理内存地址）
通过专门的设备MMU来完成,虚拟地址到物理地址之间的映射。
针对图中进程1和进程2，能够访问的内存空间，就是0x0 - 0xFFFF之间。如果不小心访问了更大的内存空间，在MMU映射时就能发现，从而及时止损，避免影响到其他进程的运行。
总结：
使用虚拟地址空间，就认为进程之间存在了“隔离性”，一个进程是不能直接访问另一个进程的内存数据的。
防止干扰的操作，提高了系统的稳定性。
# 注意 # 有些需求场景，需要多个进程互相配合，进程隔离了，此时进程之间就很难进行交互了。于是，系统有引入了一个机制，进程间通信（找一个多个进程都能访问到的公共资源，然后基于公共资源来交换数据）。
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以上就是今天要讲的内容了，希望对大家有所帮助，如果有问题欢迎评论指出，会积极改正！！
