操作系统的cpu分时共享技术

为什么我们日常的电脑既可以看视频，又可以浏览网页，又可以微信聊天等等同时运行？为什么我们日常的计算机4c或8c的可以处理数以百计或数以千计的计算任务呢？

1什么是cpu分时共享技术

操作系统的cpu分时共享技术---如果同时有很多进程在执行，操作系统会将cpu的执行时间分成很多份，进程按照某种策略轮流在cpu上运行。现在的cpu计算能力非常强大，虽然每个进程都只被执行了一小段时间，但是在外部看来就像是所有进程同时在执行，每个进程似乎都独占一个cpu。

类似的技术在网络中也有应用--分时复用（Time Division Multiplexing，TDM），是采用同一物理连接的不同时段来传输不同的信号，能达到多路传输的目的。在网络中应用于用一条线路传输多路数据。

2进程的三种状态

多个进程在外部看来是同时运行的，实际上进程是共享cpu的，并不是一直在cpu上运行，所以在某一时刻就有进程需要等待cpu运行。所以进程主要有三种状态：运行、就绪和阻塞。

状态	描述
运行	当一个进程在cpu上运行时，则称进程出于运行状态；出于运行状态的进程数小于或等于cpu的数目
就绪	当一个进程获得了除cpu以外的一切所需资源，只要得到cpu即可运行，则称此进程为就绪状态
阻塞	也成为等待或睡眠状态，当一个进程正在等待某一事件的发生（例如等待I/O完成、等待锁）而暂时停止运行时，这时即使把cpu分给进程也无法运行，则称该进程为阻塞状态

3进程与线程

不同的进程在cpu上轮流执行，每次都要进行进程间的cpu切换，代价是非常大的。实际上每个用户的请求对应的不一定是一个进程，而是一个线程。线程可以理解为轻量级的进程，在进程内创建，拥有自己的线程栈。在cpu上进行线程的切换代价也相对更小。进程是最小的管理单元，线程是最小的调度单元。线程在运行时与进程一样，也有三种主要状态，从逻辑上看，进程的主要概念都可以套用在线程上。我们在进行服务器应用开发的时候，通常都是多线程开发。充分理解线程对软件的开发和设计非常有价值。

4程序是如何运行起来的

软件被开发出来时是文本格式的代码，这些代码通常不能直接运行，需要使用编译器编译成操作系统或者虚拟机可以运行的代码，即可执行代码，他们都被存储存储在文件系统中。不管是文本格式的代码还是可执行的代码，都被称为程序。程序是静态的，存储在磁盘里。要想让程序处理数据、完成计算任务，必须把程序从外部设备加载到内存中，并在操作系统的管理调度下交给CPU执行，运行起来才能真正发挥软件的作用。程序运行起来以后被称为进程。
进程除了包含可执行的程序代码，还包括在运行期使用的堆内存空间、栈内存空间、供操作系统管理使用的数据结构。

堆是一块无序的内存空间，任何时候进程需要申请内存，都会从堆空间中分配，分配到的内存地址则记录在栈中。
栈是一个严格的后进先出的数据结构，同样由操作系统维护，主要用来记录函数内部的局部变量、堆空间分配的内存空间地址等。