初识进程，为后面多线程编程打基础！

目录

• • 什么是进程？
  • 为什么要引入进程？
  • 怎样概述进程？
  • • task struck 中存在哪些信息？
  • 什么是并行与并发？
  • 用户态与内核态

什么是进程？

• 概念：一个正在运行的程序。
• 示例
  进程也叫做任务， 任务管理器中就存在很多进程。
  

为什么要引入进程？

1. 希望能够执行多个任务，也就是多个进程。
   什么意思呢？也就是说，同一台电脑上，现在可以边打 LOL，一遍看直播，一遍聊天等等一系列的事。
   而在以前，只能打游戏，退出，看直播，退出，聊天，退出。（功能机了解一下）。
2. 充分利用 CPU 资源。
   随着 CPU 的发展，CPU 的性能已经得到了巨大的提升，而如果继续执行单任务的话，无疑是比较浪费 CPU 资源的。

怎样概述进程？

1. 描述进程：task struck 结构
   因为操作系统内核是由 c 语言写的，那怎么理解 struck ？
   可以理解为一个 Java 中的类，但是这个类只有属性，没有方法。
2. 组织进程：使用双向链表把很多 task struck 变量串起来
   创建一个进程，就在这个双向链表中添加一个节点代表该进程。
   打开任务管理器，可以看到很多进程，可以认为是操作系统内核遍历了这个双向链表，然后获取每个节点的信息并展示出来。
   而结束一个进程，就删除代表这个进程的节点。
   

task struck 中存在哪些信息？

1. PID：进程的 ID。
   
   点击右键，就可以选择是否显示 PID。
   
2. 进程内存的指针
   描述进程持有的内存资源范围（进程依赖的代码和数据在哪）
3. 时间片
   进程执行的一小段时间叫时间片。
   操作系统的任务调度采用时间片轮转的抢占调度方式，也就是说一个任务执行一小段时间后强制暂停去执行下一个任务，每个任务轮流执行。
   每个程序不知道自己什么时候能够获取到 CPU 执行，也不知道自己什么时候失去 CPU ，更不知道自己下次获取到 CPU 是什么时候，一切听从操作系统。
4. 进程的优先级
5. 进程的上下文
6. 进程的记账信息
7. 进程的状态
   …

对于4、5、6和 7 这几个点，用一个小故事来理解。
逍遥对今天一天的时间进行了规划
9:00 — 12:00，打游戏
13:00 — 15:00 ，午睡
16:00 — 20:00，约会

• 进程的优先级
  对于不同时间干不同的事情，就是进程的优先级；
• 进程的上下文（记录今天活动的相关状态）
  早上打游戏队友太坑，明天早上不打游戏了；
  中午午睡睡得很香，明天继续午睡；
  晚上约会吵架了，明天不约会了。
  记录的目的：下次运行的时候，就能够回复之前的状态。（明天早上不打游戏，晚上不约会）
• 进程的记账信息
  过了一段时间后，统计逍遥对自己一天的活动的信息。
  发现中午午睡特别合适，于是每天中午多分配点时间午睡；
  记账信息相当于一种统计信息，每个进程在 CPU 上执行了多久，调度了多>少次。
• 进程的状态
  经常吵架，分手了，以后不约会了。
  上下文只是记录信息，不产生影响，但是状态会产生影响。
  进程状态图：

什么是并行与并发？

• 并行
  从微观角度来说，每个进程与进程之间，是同时执行的。例如 8 个 CPU 核心（拥有 8 个核的一个 CPU），可以同时执行 8 个进程。
• 并发
  从微观角度来说，进程是串行的（功能机，完成一个进程结束后再执行另外一个程序）； 从宏观角度来说，进程是同时执行的。CPU 处理完当前进程马上切换到下一个进程…速度很快，从从宏观上看起来像是同时执行的。

并行与并发的观念并不一样，但是一般概述的时候，用 并发 代指 并行 + 并发。

用户态与内核态

操作系统对执行权限进行了分级，内核态与用户态。

• 内核态
  操作系统内核来执行任务。
  一旦某个操作进入内核态执行，此时这个操作就变得不可控，往往意味着比较低效。
• 用户态
  应用程序来执行任务。