计算机是如何工作的？？（多进程编程）

news2024/11/27 17:58:21

描述一个进程：使用结构体/类，把一个进程有那些信息，表示出来
组织这些进程：使用一定的数据结构，把这些结构体/对象放到一起

例如，学生管理系统：
1. 明确每个学生相关属性信息
2. 通过一定数据结构把这些学生的信息都放起来（例如通过表格等形式）

进程的结构体里有哪些属性？（进程结构体PCB（process control block））

pid 每个进程需要有一个唯一的身份标识
内存指针，当这个进程运行的时候，使用了哪些内存上的资源
文件描述符表，当这个进程运行的时候，使用了哪些硬盘上的资源
进程的运行，需要从操作系统这里申请资源，所以 $\color{red}{进程是操作系统进行资源分配的基本单位}$

多进程编程

进程调度

进程调度的两种方式：

并行
    同一时刻，两个核心，同时执行两个进程.此时这两进程就是并行执行的

并发
    一个核心，先执行进程1，执行一会之后，再去执行进程2，再执行一会之后，再执行进程3....
    只要转换的做够快那么我们就可以认为进程1，2，3就是同时执行的

下面我会使用通俗易懂的文字来对并行和并发进行解释：

条件：
现在假设我是一个漂亮的妹子
同时有三个小哥哥A（有钱），B（长得帅），C（舔狗）在追求俺
而俺和三个小哥哥都想交往，怎么办呢？？？

在并行的视角去看：
我可以把他们三个一起叫来，进行交往，这时候他们会碰面

在并发的视角去看：
我可以在
周一、周二、周三把小哥哥 A 叫来和我交往
周四、周五把小哥哥 B 叫来和我交往
周六把小哥哥 C 叫来和我交往
这样，如果我们
把时间线当做一周来看，那么我是和其中的一个小哥哥进行交往
但是，把时间线当做一年来看，那么我就是和三个小哥哥同时进行交往

很多时候我们都把“并行 + 并发”统称为“并发”

并发程度更高了，就可以称为“高并发”

进程调度（PCB）所需要的4个核心属性：（不只有四个属性）

进程状态

简单认为，进程状态主要是这两个：
就绪态：该进程已经准备好随时可以上CPU执行
阻塞态：该进程暂时无法上CPU执行

例如：
还是上述条件
每周给这三个小哥哥，安排时间表
假设，A对我说，他要出差一个月
默认情况下，这三个小哥哥都是随叫随到，我在排时间的时候就会非常灵活
在以上情况中A就属于阻塞状态，B和C就是就绪状态
现在我可以去安排
周一到周四，和B
周五周六，和C
周天继续放假

进程的优先级

进程之间的调度不一定是“公平”的，所以有的进程需要优先进行调度

还是上述条件
现在我给他们的调度安排个优先级
例如：
A 优先度最高
B 其次
C 最低
所以每周排时间，优先排A，其次排B，最后排C

进程的上下文

描述了当前进程执行到哪里这样的“存档记录”
进程在离开CPU的时候就要把当前运行的中间结果，“存档”
等到下次进程回来CPU上，在恢复之前的“存档”，从上次的结果继续往后执行

例如：
有一天，我和 A 在一起，A 给我说：下个月，我带你到马尔代夫去玩，你准备准备~~
此时，我可以准备一套性感的泳衣
第二天，我和B在一起，B 给我说：下个月，他妈妈要过生日，他想让我帮忙给挑个礼物，让我也准备准备~~
这时候我准备买一部手机
过了一段时间,此时 A 问我：你准备的怎么样了？
我回答说：我把手机买好了
B 问我：你准备的怎么样了？？
我回答说：我把性感的泳衣准备好了！
此时明显上下文就对不上

为了避免上述穿帮的情况，我就需要在安排时间的本子上面记录一下：
和他们都做了啥样的事情，有啥是需要进一步完善的

总结下来就是：
在这里插入图片描述

进程的记账信息
统计了每个进程，在CPU上执行了多久，可以作为调度的参考依据

例如：
按照之前的优先级，每周只给C 排一天时间，
过了几个月之后，我就发现，C对我的太读逐渐冷淡了，
舔的也是力不从心的，
此时排查之前的时间表，原来是给C 的时间太少了，
难怪感情就淡了，
接下来的时间里给C 多排点时间，
多给他尝尝甜头，
就由不得他舔的不卖力了~~

组织进程调度

在这里插入图片描述
进程间通信

所谓进程间通信，就是在隔离性的前提下，找一个公共的区域，让两个进程借助这个区域来完成数据的交换

以上就是本博客对于操作系统的相关介绍了~~
本篇博客的重点知识就是进程+进程的调度
学习本篇并不是为了讲线程，而是为了引出下一个知识点：线程！！！
多进程编程和多进程编程，都能满足“并发编程”的需求场景
而在Java编程中多使用，多线程编程
关于多线程编程的具体内容，那么就请各位看官移步下篇辣🤣🤣🤣

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