1.进程优先级
（1）为什么要有进程优先级？
优先级的本质是获得某种资源的先后顺序，如排队买票这件事上排队的本质是在确认优先级，售票窗口就是要竞争的资源。为什么要有优先级？本质就是目标资源比较少，如果每个人都有一个售票窗口，那就不需要排队了，当然这是不可能的。
在计算机中CPU、设备的数量和进程的数量比起来都叫做少量，这也反映了CPU、设备资源是有价值的，毕竟物以稀为贵。进程的优先级竞争的是CPU资源。
注意优先级和权限的区别：优先级（建立在已经有权限的基础之上，就是谁先谁后的问题），权限（能还是不能的问题），没权限一定没有优先级的概念
（2）优先级的查看
每个进程的PCB里面就有优先级属性，优先级属性是由int表示的。Linux中优先级数字越小，优先级越高，类似于排名。
ps -al可以查看进程优先级属性
PRI（priority）代表当前进程的总优先级对应数字；NI（nice，细微的）代表优先级的微调数据，PRI（最终优先级）= 默认优先级 + NI（优先级的修正数据）
在Linux中，我们每次创建的进程的默认优先级都是80（就算上次调度该进程PRI不是80，这次也依然默认是80），如果我们不显式NI修改，那么进程最终的PRI就是80。如果修改，那么PRI就会发生变化，就像上图的其中一个进程，NI == 19，那么它的PRI就是80 + 19 == 99。事实上NI的取值范围是-20 ~ 19，对应PRI为60 ~ 99共40种PRI取值。之所以规定优先级的微调最多浮动40，一方面是有相关统计和计算得出，一方面是防止进程优先级过高导致进程调度过于不公平，因为Linux终归到底是分时操作系统而不是实时操作系统，多个进程要有竞争性，保证在一个时间段里有多个进程同时推进而不是只处理一个进程。
在上面的图中，我们还可以关注UID，这是标志这当前用户的数字，因为用户名千奇百怪，作为属性性能开销过大，所以每个用户都会分配一个UID，ls -n就能以用户的UID形式显示了
每个用户在创建进程时PCB里面就含有用户的UID信息了，而每次的指令也是一个进程，所以当我们cd访问文件目录时就会尝试创建进程，PCB里面的UID就会和权限里的信息进行比对，从而实现根据不同身份进行拦截，这也是实现权限管理的关键。
（3）修改优先级
修改调整优先级本质是调整NI值
top可以查看当前系统的所有优先级信息
之后，使用r (pid) (回车) (微调值：-20 ~ 19)就可以实现NI值的修改，进而修改PRI
注意有的优先级修改需要root权限（特别是提高优先级），我们sudo即可
（4）优先级在runqueue中的体现
上面已经讲清楚PRI和NI组成优先级以及修改的方法。但问题是，优先级如何体现在runqueue中呢？
CPU每个核心都有一个调度器，分别管理着内存中的运行队列runqueue。为了体现优先级，runqueue采用多种数据结构来管理。以hash表为例，对于struct task_struct* queue[140]，每个元素都是指针。假设前100个下标是给实时进程用的（实时进程不会被切换），还剩40个刚好分配给40种优先级状态。进程优先级是60-99，按照hash映射的规则存到对应位置种，其中为减少哈希冲突，采用哈希桶，即每个桶下面很多同优先级的进程。最后OS调度时根据数组相对位置调度进程。
2.进程切换
（1）时间片
Linux是一个分时操作系统，调度的公平性是这个系统的一个重要原则，包括NI的修改是有限的，也是基于这个原则来限制的。
进程是基于时间片来进行调度轮转的，当一个进程在时间片到的时候，不一定执行完了，但此时为了公平性它不能再执行了，CPU必须切换开始执行下一个进程的任务。对于这个没执行完的进程，OS需要保存它当前执行的位置，等到下一次重新调度时，再接着继续执行。但问题是：进程如何切换？当前执行的位置如何保存？
（2）寄存器
CPU内部存储数据的是寄存器（高速缓存L1、L2、L3也集成在CPU中，只不过速度慢一些，当然比DRAM还是快很多），常见的寄存器有eax、ebx、ecx、eflag、eds、efs、egs、cr0、cr1、cr2、ebp、esp、eip（pc）、ir...在上下文中，我们重点关心 eip（pc）、ir，它们在进程保存上下文数据中有重要作用。
（3）保存上下文数据是什么
对于时间片到了但还没有执行完的进程，OS要想办法将它当前执行的位置保存起来，方便下次继续执行，这个过程就是保存上下文数据以及恢复上下文数据。上下文数据就是代码和数据的相关执行情况。这类似于给学校请假时记录和回学校销假。
（4）eip（pc）、ir在保存上下文数据中的作用以及流程
当调度器调度到该进程时，内存中进程相关的代码和数据会被调用。CPU处理进程时，要存储执行指令相关的信息（当前执行指令、下一句指令的地址），这会产生临时数据，这是在CPU的寄存器中保存的。
eip存的是当前正在执行指令的下一条指令的地址。我们的代码（都被转为指令）执行的下一个位置是由eip（Extended Instruction Pointer，扩展指令指针）决定的。
ir是指令寄存器，保存就是CPU正在执行的指令。eip告诉CPU控制器该读哪条指令，控制器就会根据地址去读，存到ir里。读有可能是到高速缓存中读（缓存中有该指令，称为缓存命中），否则只能到DRAM中读了（速度会慢一些）。每一次读取指令并保存到ir后，eip就会马上更新下一条指令的地址。
在ir保存指令且eip更新完成之后，CPU就会执行ir里面的指令，之后ir再次导入eip指定位置的指令，eip更新，CPU处理，以此类推......此外，还有eflag记录是否溢出，eax、ebx等用于保存变量。整个流程都是在CPU的控制器的管理下进行的。
当进程时间片到了之后，在进程被切换之前，OS会将eax、ebx、pc、ir...里面的数据保存一份（这个操作叫切走）。轮转后再次恢复进程时，OS会将最开始保存的寄存器里的数据恢复（这个操作叫切回），这时就能接着上次执行的位置继续执行。所有进程都有切走切回的操作，这样每次保存完上下文数据后，CPU就可以放心覆盖寄存器里面的数据了。
（5）TSS
每个进程都有一套自己的上下文数据，也叫寄存器数据。注意寄存器只有一套，而寄存器数据有很多。一套寄存器被多个进程共享使用，这也帮助实现了并发。
上下文数据（寄存器数据）保存在内存。我们可以简单理解为：进程的上下文数据保存到每个进程的PCB中的一个任务状态段的结构体TSS就可以了，实际更加复杂。
在这里我们可以总结出：进程切换的核心是进程上下文数据的保存和恢复
