JavaEE初阶——关于进程

news2024/9/21 17:23:47

此篇文章和大家一起分享关于操作系统对进程的调度

1.操作系统

操作系统的构成

2.进程

2.1进程的概念

2.2管理

2.3pcb

(1)pid

(2)内存指针

编辑

(3)文件描述符

(4)进程调度信息

并行执行

并发执行

pcb中支持进程调度的属性

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1.操作系统

我们知道,在一台计算机中,有内存、硬盘等硬件资源，而我们的操作系统就是软件层面的了

实际上软件就是许多指令的集合，就是一些数据，但是可以让计算机按照对应的规则去执行

而操作系统是一个非常复杂的软件，设计的指令代码量是千万级别的

对于我们常见的操作系统，比如win10，win11，Linus（主要是给程序员使用），macOS（苹果电脑），Android ，IOS，以及其他特定领域的操作系统

不同的操作系统，是不同的厂商给特定的领域提供的，但是实际上核心大同小异

操作系统的初心实际上是为了搞管理，就是为了使得一台计算机上的所有硬件资源能够配合好，并给所有软件资源提供良好稳定的运行环境

操作系统的构成

操作系统 = 内核 + 配套的应用程序

首先内核是操作系统中最核心的一部分，我们前面说到的管理，就是在操作系统内核里面完成的，而配套的应用程序往往需要靠操作系统内核提供一些功能作为支撑

假设

System.out.println("hello world");

我们运行这一段简单的代码,实际上就可以当成应用程序,这里就需要操作显示器,但是显示器是一个硬件资源,并不能直接由程序操作,就需要这个程序告诉操作系统,"我要操作显示器",那么操作系统就会完成对应的功能

而"告诉操作系统"这个方法,是因为操作系统会给程序提供了一系列的API,有的API是操作显示器,有的是操作网卡,有的是响应鼠标键盘的...而上述打印的过程就是程序调用了java内置的标准库方法,这个方法本质就是调用操作系统里面提供"操作显示器"的API.这个系统调用就称为"System call",调用对应API后,就会进入到操作系统内核,内核再通过显示器的驱动程序,在显示器上就能绘制出对应内容

而驱动程序是必不可少的,操作系统需要通过硬件资源对应的驱动程序来操作硬件.硬件是非常多的,同一种硬件,不同的厂商,生产出来的硬件细节都会有所不同,操作系统也不知道具体操作的是哪个硬件,就需要商家通过驱动程序,告诉操作系统这个硬件对应的特点和使用详情

2.进程

前提说明:为了方便理解,此处一个进程里面只包含一个线程,等后续更新线程专题,会有所不同

2.1进程的概念

所谓进程,可以理解成:当一个运行起来应用程序,在操作系统就会有一个对应的进程

进程是操作系统分配给执行程序的一块内存空间,当一个程序被执行的时候,操作系统为它创建进程中就会包括存储程序的代码.数据以及执行状态等.

我们在我们的电脑任务管理器上也可以看到当前电脑上的进程:

这上面就显示了这些进程都占用了哪些系统资源,占用了多少...想要让一个程序运行起来,需要给他分配的系统资源包括但不限于内存,cpu,硬盘,网络带宽...

因此:进程也可以认为是系统进行资源分配的基本单位

2.2管理

进程多了,就要考虑管理.对于管理这件事情,操作系统采取的方法就是"先描述再组织"

所谓先描述,就是通过一些结构体(因为操作系统大部分底层都都是c / c++实现的) / 类把一个进程的核心信息抽象出来,并进行表示;而组织是通过一定的数据结构将这样的多个结构体 / 类的对象进行串起来,方便进行增删改查

2.3pcb

我们在上述管理中谈到的结构体,在操作系统中通常使用被称为pcb这样的结构体来描述进程的,

所谓pcb就是进程控制块(Process control block),但是实际上落到具体的操作系统上名称会有所不同,就比如Linus上的pcb叫做task_struct

而组织就是操作系统会把这样多个pcb用链表结构组织起来(实际上不能简单认为是链表,而是多个链表综合在一起的,这里只是简称).因此,我们通过任务管理器查看进程列表就是在遍历链表的每个节点,并且获取显示出对应的信息,创建新的进程,新的进程会创建出新的pcb,并添加到上述的链表中销毁某个进程,就要把链表上对应的pcb节点删除

在pcb中,我们重点了解以下属性: