3、进程管理
进程 线程 纤程
常见面试题：进程和线程的区别？
答：进程就是一个程序运行起来的状态，线程是进程里面不同的执行路径。
专业角度：进程是操作系统分配资源的基本单位，线程是执行调度的基本单位。分配资源最重要的是独立的内存空间，线程调度执行。（线程共享进程的内存空间，线程没有自己的内存空间）
所以就是：一个程序中是可以有多个进程的，一个进程中有多个线程，一个线程中有多个纤程。
linux中进程称为task，是系统分配资源的基本单位。
进程描述符：PCB（Process Control Block）称之为进程的类型结构
进程创建和启动
系统函数：Linux系统是由C写的，C提供的一个函数（fork()），调用这个fork()函数就启动了一个进程，调用exec()就执行这个进程。
fork()函数里面还是调用的clone()函数，如果从A进程fork()一个B进程，那么B进程就是A进程的子进程
僵尸进程
ps -ef |grep defuct
父进程产生子进程以后，会维护子进程的一个PCB结构，子进程退出，父进程就释放，如果父进程没有释放，子进程就是僵尸进程。
就是说 子进程已经销毁，但是父进程没有删除子进程的PCB
孤儿进程
子进程还没完成执行完，但是父进程已经销毁。
会有一个特殊的进程来专门给孤儿进程分配一个父进程。
进程调度（任务调度）
从单任务（独占）到多任务（分时）
-
单任务：比如早期的DOS命令模式的windows系统，都是单任务的，一个系统只能干一件事，干多件事必须要切换，不然系统就直接死了。
-
多任务
- 非抢占式：除非进程主动让出cpu，否则就一直执行
- 抢占式： 进程调度器强制开始或暂停，抢占某一进程的执行
进程调度
2.6采用CFS调度策略：Completely Fair Scheduler
按优先级分配时间片的比例，记录每个进程的执行时间，如果有一个进程执行时间不到他应该分配的比例，优先执行
默认调度策略：
实时 （急诊） 优先级分高低 - FIFO (First In First Out)，优先级一样 - RR（Round Robin）
普通： CFS
纤程
表示线程中的线程，就是说是用户空间的线程，为什么要有纤程呢？
如下图：拿JVM来做比较，JVM本身也是一个进程，只不过有点意思的是跑在操作系统中的操作系统，
JVM中的线程是对应着操作系统中的线程，每次执行线程（JVM的线程，也就是用户态的）最终都是经过操作系统的线程（也就是内核态）执行的，中间不停的用户态和内核态切换。
但是纤程是在线程中又分配的多个线程，这是纯在用户态执行的线程，称为纤程。可以根本不执行到操作系统的线程，因为它是基于在线程中的，也就是用户态的。
比如操作系统的内核执行几十万个线程，可能会很卡，因为中间不停的切换用户态内核态，但是纤程是在用户空间的，所以线程中有几十万的纤程，也不会影响到切换形态。
所以总之就是一句话，纤程就是跑在用户态的线程。好处就是不用切换形态，占用资源很少，所以纤程切换比较简单，也能启动非常多！
目前2020 3 22支持内置纤程的语言：Kotlin Scala Go Python(lib)...
测试纤程用例
利用Quaser库（不成熟）
依赖：
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/co.paralleluniverse/quasar-core -->
<dependency>
<groupId>co.paralleluniverse</groupId>
<artifactId>quasar-core</artifactId>
<version>0.8.0</version>
</dependency>
使用线程执行这段逻辑：
public class HelloFiber {
public static void main(String[] args) throws Exception {
long start = System.currentTimeMillis();
Runnable r = new Runnable() {
@Override
public void run() {
calc();
}
};
int size = 10000;
Thread[] threads = new Thread[size];
for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
threads[i] = new Thread(r);
}
for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
threads[i].start();
}
for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
threads[i].join();
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println(end - start);
}
static void calc() {
int result = 0;
for (int m = 0; m < 10000; m++) {
for (int i = 0; i < 200; i++) result += i;
}
}
}
使用纤程执行这段逻辑：
import co.paralleluniverse.fibers.Fiber;
import co.paralleluniverse.fibers.SuspendExecution;
import co.paralleluniverse.strands.SuspendableRunnable;
public class HelloFiber2 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
long start = System.currentTimeMillis();
int size = 10000;
Fiber<Void>[] fibers = new Fiber[size];
for (int i = 0; i < fibers.length; i++) {
fibers[i] = new Fiber<Void>(new SuspendableRunnable() {
public void run() throws SuspendExecution, InterruptedException {
calc();
}
});
}
for (int i = 0; i < fibers.length; i++) {
fibers[i].start();
}
for (int i = 0; i < fibers.length; i++) {
fibers[i].join();
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println(end - start);
}
static void calc() {
int result = 0;
for (int m = 0; m < 10000; m++) {
for (int i = 0; i < 200; i++) result += i;
}
}
}
对比这两个类的执行效率，可以明显看到差别，并且还有再次优化，使用多个线程来分担。
纤程的应用场景
很短的计算任务，不需要和内核打交道，并发量高！
中断
硬件跟操作系统内核打交道的一种机制
软中断：（80中断） == 系统调用
系统调用：int 0x80（之前老的） 或者 sysenter原语（现在新的）
通过ax寄存器填入调用号
参数通过bx cx dx si di传入内核
返回值通过ax返回
比如：按下键盘，这个按键指令交给了 中断控制器，到达了CPU以后，CPU让内核中固定的一个专门处理中断的程序， 去让操作系统执行中断程序，处理的时候分上半场 和 下半场，上半场是内核内部处理的，下半场指的是应用程序的处理（比如Offce）。
