Java---进程

Posted 2021-07-18 4612

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java---进程相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

进程

1、进程和程序的区别

1）
程序（静态）：静态硬盘上的一个可执行文件，是永久存在的
进程（动态）：程序运行起来后，就是一个进程（由系统管理起来的），是系统分配资源（CPU资源、内存）的最小单位，存在是暂时的

2）程序+数据+PCB（进程控制块，是进程存在的唯一标识）=进程

3）双击打开某个文件（该文件叫做程序），打开这个文件让程序运行起来就是一个进程

补充：

进程运行（从程序到进程）
程序加载到内存中在执行（分配内存，带哦都CPU来执行程序代码），最终运行起来就是一个进程
对于Java程序的执行
进程的PID
PID在操作系统系统里是指进程的识别号，即进程的标识符，操作系统每打开一个程序都会创建一个进程ID，即PID）。
注意：
它是进程运行时系统分配的，并不代表专门的进程。在运行时PID是不会改变标识符的，但是进程终止后PID标识符就会被系统回收，就可能会被计息分配给新运行的程序

2、时间片轮转调度

在这里插入图片描述

1）操作系统（如Windows、Linux）的任务调度是采用时间片轮转的抢占式调度方式，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。

2）任务执行的一小段时间叫做时间片，任务正在执行时的状态叫运行状态，任务执行一段时间后强制暂停去执行下一个任务，被暂停的任务就处于就绪状态等待下一个属于它的时间片的到来。这样每个任务都能得到执行，由于CPU的执行效率非常高，时间片非常短，在各个任务之间快速地切换，给人的感觉就是多个任务在“同时进行”，这也就是我们所说的并发。

进程中的上下文

1）背景
由于并发执行将多个进程时，涉及到时间片轮转调度的切换，所以在切换出去的时候就要保存相关的上下文环境，切换回来的时候要恢复环境，所以提出此概念

2）定义
简单说来，上下文就是一个环境，在切换环境时，某个环境切换出去就是上文，恢复回来就是下文
具体来说，上下文就是一个进程在执行的时候，CPU的所有寄存器中的值、进程的状态以及堆栈上的内容。

3、并发和并行

并发：多个进程在一个CPU下，采取时间片轮转调度的方式执行
从cpu的角度看，进程还是一个一个依次执行，但是执行的时间是人肉眼无法感知的，给人的感觉像是在同时执行，所以也叫做假同时
eg：一个窗口（cpu）提供卖票服务，大家需要排队轮流买票（时间片轮转调度）
并行：多个CPU，在同一个时间点，同时进行多个进程，也称为真同时

4、内核态与用户态

前置知识
进程是由系统调度CPU来执行指令的，指令执行是有权限的，操作系统具有最高执行权限，用户程序权限最低，特别突出的就是io操作，程序都没有权限，都需要调度系统函数库（系统开放接口）
内核态与用户态
cpu真正执行用用户的代码指令，就是用户态
代码指令需要调用系统函数库，就是内核态（其实是用户态转变为内核态）
系统函数调用结束后又切换回用户态

举例：
张三去填表，自己写姓名，电话，邮箱等等，做着自己的事情，这叫做用户态
而张三通过窗口的工作人员，把自己的需求给工作人员，自此，张三在等，银行工作人员在忙，对张三来讲，就叫做陷入内核。那么内核态是什么意思？就是工作人员在帮你办理业务时的状态

说明
系统调度cpu执行某个进程代码，也是内核做的事
常见的io操作，也是有内核态的体现
用户态到内核态的切换，属于比较耗费资源的
结论
如果代码导致频繁地在用户态和内核态之间切换，性能是非常差的
线程也同样具有以上特征，即线程数量太多，一次轮转，就需要很撑时间才能切换回来，花费在切换上的时间就比较多
频繁的io操作，涉及到用户态和内核态之间的频繁切换，性能差