0207 软件是如何运行和崩溃的？
背景
程序员的任务是写代码【软件】，代码【软件】本身无价值，代码【软件】运行起来才能实现价值。
运行
以java程序为例：
首先把代码通过编译器编译成可执行代码。
运行过程：冯洛伊曼模型
- 操作系统从磁盘中加载 程序（代码）到内存，程序变成了进程；
- 操作系统调度cpu给到进程，完成计算任务；
- 操作系统协调io设备，输出计算结果；
内存模型：
程序代码
程序代码中的数据结构；
数组需要分配内存到堆上；
数据结构对应的内存地址分配到栈上；
程序执行过程：基于栈帧
进程的状态：
- 运行（获得cpu,正在执行计算）
- 就绪（差cpu资源）
- 堵塞（获得cpu也无法完成计算）
因为进程的切换代价太大，操作系统引入了线程。
一台计算机如何运行多个计算任务？
基于cpu的共享分时技术（时间片轮转） + 多线程 ；
崩溃
以一个简单的tomcat+javaweb程序为例：
首先看运行模型：
当多个线程需要修改共享数据的时候，为了保证数据的一致性，引入了操作系统的锁；
一个请求对应一个线程，如果请求数不断增加，就会有很多的线程因为锁而进入等待状态，导致程序响应变慢；
当等待线程超过系统的极限，程序会崩溃；
如何解决并发问题引起的系统变慢和崩溃？
使用分布式集群的方式替代单台服务器，资源多了，等待的线程就变少了；
此外，限流是为了控制等待线程数量超过系统极限而程序崩溃；
降级是为了减少非核心计算，集中资源；
问题？
操作系统和cpu的锁是如何实现的？
cpu：？
操作系统：PV原语
java: 基于CAS，把线程编号写到对象头中；
小结
1 程序是如何运行和崩溃的？
以java程序为场景，
程序员的工作内容主要是写码，而代码本身没有价值，把代码运行起来应用到业务场景中才能带来价值。
实际编程过程：ide中写代码，编译打包得到jar包，配置好运行环境【购买物理服务器，安装操作系统，安装jdk,安装tomcat，配置tomcat，上传jar包，使用shell启动程序，配置好网关，交付用户】
程序怎么运行的？
计算机都是基于冯洛伊曼结构
操作系统把jar包加载到内存中，程序变成了一个jvm的进程，分配和协调好CPU，io，进程就跑起来了。
程序中含有各种数据结构，cpu会把内存分配在堆中，把内存地址记录在栈里。
代码的执行基于栈帧，把函数的入参，局部变量放在栈里，后进先出，CPU的跳转指令可以嵌套函数调用。
一台服务器如何处理多任务？
首先操作系统可以运行多进程，基于时间片轮转法共享CPU，因为进程切换代价高昂，所以每个进程内又可以产生多个线程，每个线程可以处理一个任务.
程序是如何崩溃的？
以一个tomcat+javaweb程序为场景
物理服务器提供CPU，内存，磁盘，网络；
操作系统进行进程调度，硬件资源管理；
jvm进程主要进行虚拟机管理；
tomcat进行应用包装，分配多个线程处理请求，一个请求对应一个线程；
应用程序，处理业务逻辑；
当多线程修改共享数据的时候，操作系统为了保证数据一致性，加锁；
锁会带来大量线程等待，程序响应会变慢；当等待线程数超过系统极限，耗费有限资源比如CPU，内存，磁盘，程序会崩溃。
通过本篇，可以学会：
- 程序是如何运行的？jvm的内存结构和运行过程；
- 程序是如何崩溃的？如何解决或者缓解程序变慢或者崩溃的问题；
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