针对java程序员的了解细节操作系统与进程

简介: 针对java程序员的了解细节操作系统与进程

一、💛

操作系统(浅浅概念):是用来搞管理软件的

                                          1.对下,要管理各种硬件设备

                                          2.对上,要给应用程序提供一个稳定的运行环境

二、💙

进程正在运行的程序,假如程序没有运行就不叫程序,同一个程序运行多次,假如你开了三个QQ,那也就是产生了三个进程。

我们说的程序往往是可执行文件(exe)只是硬盘中的一个静态的东西(只有你双击程序,此时操作系统,就会把可执行文件的数据和指令,加载到内存中,并且让cpu去执行这里的指令,完成一系列相关工作,运行起来(动态的)进程。

进程能够干活,说明进程能够消耗一定的资源,可执行程序只是占据了硬盘空间,而进程会消耗cpu资源,内存资源,硬盘,网路带宽。

🌚这里我就要说一手,常常兄弟们会想一个问题,我假如下那种小电影软件 🌚,但是不安装就是玩,会不会有病毒啥的,只要他不成为进程,就没有任何问题。

♓️ 进程也是系统分配硬件资源的基本单位(如同发物资,按着一家一户这么发)

一台运行的计算机,大概率包含很多进程,一旦东西多了,就要考虑管理

在数量多的情况下:1.先描述:会使用一个结构体(C语言里面的,如同java中低配的类,没有方法啥的,操作系统主要是c/c++来实现)来记录进程里面的各个属性

这个结构体叫做PCB<-(进程控制块)💖 💖 💖

                                   2.组织:会使用一系列数据结构(多为双向链表),把多个进程进行一个有效的组织,随时去遍历,查找,汇总数据  

一旦使用双向链表这样的方式来进行组织的时候:

(a)查看进程的链表本质就是遍历该链表

(b)创建一个进程,就是创建一个PCB结构体,并且插入到链表上。

(c)销毁一个进程,就是把这个PCB结构体从链表中删除。

三、💚

PCB中大概有哪些消息:

1.♈️PID进程的标识,同一时刻,每个进程的PID一定都是不同的(正是我们之前在MySQL使用中遇到的没有PID的文件。

2.♉️内存指针:

  表示了该进程,对应的内存资源是如何的

  内存资源中要有什么捏?-最主要存储的就是从exe可执行文件中可载过来的指令数据

指令:二进制的指令,都是程序猿开发这个程序的时候,最终编译生成的结果,也就是程序猿写的代码逻辑(进一步的再去交给cpu执行)

数据:执行的这些指令,会依赖一些数据

3.♊️文件描述表:

和硬盘资源有关了,硬盘是硬件,应用程序一般没法直接接触到硬件层 ,实际操作系统抽象成文件这样的概念,程序操作的是文件,文件实际上是存储在硬盘上的,每个进程就会有一个文件描述符来记录,当前这个进程正在使用哪些文件

也就是说 程序->文件->硬盘

操作系统打开一个文件,就会产生一个文件描述符(就像文件的身份标识一样,当然只在进程内部生效啦,)同时会使用文件描述表(类似于数组),把文件描述符组织起来。

补充:进程需要在cpu上执行指令,每个进程要是想完成任务,都要在cpu上一样执行

把进程比喻成演员,那么cpu就是表演场地,早期的cpu只有一个舞台,一个时间上只允许一个剧组在上面拍戏。

但是现在cpu 8核 16核···但是我们要处理的事务几十个,上百个

♐️并行:同一时刻两个进程,同时运行在两个cpu的逻辑核心上

♒️并发:两个进程,在同一个舞台上,轮着上,由于cpu切换进程极快,围观上,这俩进程串行执行的,宏观上,看起来,他俩就是同时进行的~

操作系统,在调度这些进程的时候,可能是按照并行的方式来调度,也可能是按照并发的方式来调度,~在应用程序这一层,感知不到的! (系统中内核能感知到)

由于感知不到哪种方式调度,这两种调度方式,宏观上体现效果都是一样的,通常用并发代替并发和并行(面试官说啥是啥,舔就完事了)

4. ♋️PCB中关于进程调度相关的属性(这些属性也就描述了进程对应的cpu资源使用情况)

(1)♌️状态  就绪状态—— 一个进程已经随时做好在cpu上执行的准备,)

                   阻塞状态/睡眠状态: 因为某些原因无法准备中。

状态之间都是相互转化的,实际上进程的状态有很多种,但是这两种事最重要的。

(2)♍️优先级

系统给进程进行调度的时候,也不完全是公平的,也会根据优先级不同,来决定时间分配的权衡,就可以把系统资源调配给更重要的进程上了。(例子:有钱>帅>舔)

(3)♎️ 上下文

这些进程是轮着上的,一次运行不完,就需要保证下次cpu运行的时候,能够从上次运行到的位置,继续往后运行。(游戏存档,读档)

(4)♏️记账信息:相当于统计信息

 会统计每个进程,在cpu上执行了多久,执行了多少指令了,是对于进程调度的一个兜底。

上述这些属性,主要是有一个直观认识->认识进程调度大概是怎样的,后续编码有一定影响,每个进程,都需要一定的内存资源。


 

 

按照上述直接分配物理内存的模型,此时假如一个指针越界指向其他位置,很可能会影响别的进程的执行,非常影响系统的稳定性。

后来操作系统引入了“虚拟地址空间”这样的概念,有效解决上述的问题

⛎ 虚拟地址,并非物理内存中真实存在的地址,而只是在该进程内存在不同的进程,可以存相同的虚拟地址,但实际上对应得到的是不同的物理地址,虚拟地址和物理地址,操作系统可以灵活切换

 

🔯这样的设定之后,每个进程的有效的虚拟地址都是固定范围,进程使用虚拟地址的内存,都需要操作系统进行转换成物理地址,这个转换的过程中,就可以针对虚拟地址是否有效,做出校验

虚拟地址,和物理地址的区别就像是

1班有王强

2班有王强,区分这两个王强,要是区分就要看,年纪花名册(物理地址呗)

虚拟空间的加持下,进程有了独立性,每个进程有自己的虚拟空间->一个进程无法直接访问,或者修改其他进程,虚拟空间,独化了系统的独立性,

假如也要进程之间产生写配合,联系

进程间通信(进程隔离性的基础上,开个口子有限制的相互影响),在进程隔离之间开个口,本质相同,找一个公共区域(就像是做小区核酸,)借助公共区域来完成数据的交换

(以后介绍,本章先到这里)

最近会更新一些基本的知识,和算法,打算冲一下蓝桥杯加油啦


相关文章
|
20天前
|
算法 Linux 调度
深入理解Linux操作系统的进程管理
本文旨在探讨Linux操作系统中的进程管理机制,包括进程的创建、执行、调度和终止等环节。通过对Linux内核中相关模块的分析,揭示其高效的进程管理策略,为开发者提供优化程序性能和资源利用率的参考。
45 1
|
29天前
|
算法 调度 Python
深入理解操作系统中的进程调度算法
在操作系统中,进程调度是核心任务之一,它决定了哪个进程将获得CPU的使用权。本文通过浅显易懂的语言和生动的比喻,带领读者了解进程调度算法的重要性及其工作原理,同时提供代码示例帮助理解。
|
24天前
|
调度 开发者 Python
深入浅出操作系统:进程与线程的奥秘
在数字世界的底层,操作系统扮演着不可或缺的角色。它如同一位高效的管家,协调和控制着计算机硬件与软件资源。本文将拨开迷雾,深入探索操作系统中两个核心概念——进程与线程。我们将从它们的诞生谈起,逐步剖析它们的本质、区别以及如何影响我们日常使用的应用程序性能。通过简单的比喻,我们将理解这些看似抽象的概念,并学会如何在编程实践中高效利用进程与线程。准备好跟随我一起,揭开操作系统的神秘面纱,让我们的代码运行得更加流畅吧!
|
14天前
|
Java 对象存储 开发者
如何找出Java进程占用CPU高的元凶
本文记录了一次Java进程CPU占用率过高的问题和排查思路。
|
22天前
|
C语言 开发者 内存技术
探索操作系统核心:从进程管理到内存分配
本文将深入探讨操作系统的两大核心功能——进程管理和内存分配。通过直观的代码示例,我们将了解如何在操作系统中实现这些基本功能,以及它们如何影响系统性能和稳定性。文章旨在为读者提供一个清晰的操作系统内部工作机制视角,同时强调理解和掌握这些概念对于任何软件开发人员的重要性。
|
21天前
|
Linux 调度 C语言
深入理解操作系统:从进程管理到内存优化
本文旨在为读者提供一次深入浅出的操作系统之旅,从进程管理的基本概念出发,逐步探索到内存管理的高级技巧。我们将通过实际代码示例,揭示操作系统如何高效地调度和优化资源,确保系统稳定运行。无论你是初学者还是有一定基础的开发者,这篇文章都将为你打开一扇了解操作系统深层工作原理的大门。
|
22天前
|
存储 算法 调度
深入理解操作系统:进程调度的奥秘
在数字世界的心脏跳动着的是操作系统,它如同一个无形的指挥官,协调着每一个程序和进程。本文将揭开操作系统中进程调度的神秘面纱,带你领略时间片轮转、优先级调度等策略背后的智慧。从理论到实践,我们将一起探索如何通过代码示例来模拟简单的进程调度,从而更深刻地理解这一核心机制。准备好跟随我的步伐,一起走进操作系统的世界吧!
|
22天前
|
算法 调度 开发者
深入理解操作系统:进程与线程的管理
在数字世界的复杂编织中,操作系统如同一位精明的指挥家,协调着每一个音符的奏响。本篇文章将带领读者穿越操作系统的幕后,探索进程与线程管理的奥秘。从进程的诞生到线程的舞蹈,我们将一起见证这场微观世界的华丽变奏。通过深入浅出的解释和生动的比喻,本文旨在揭示操作系统如何高效地处理多任务,确保系统的稳定性和效率。让我们一起跟随代码的步伐,走进操作系统的内心世界。
|
23天前
|
运维 监控 Linux
Linux操作系统的守护进程与服务管理深度剖析####
本文作为一篇技术性文章,旨在深入探讨Linux操作系统中守护进程与服务管理的机制、工具及实践策略。不同于传统的摘要概述,本文将以“守护进程的生命周期”为核心线索,串联起Linux服务管理的各个方面,从守护进程的定义与特性出发,逐步深入到Systemd的工作原理、服务单元文件编写、服务状态管理以及故障排查技巧,为读者呈现一幅Linux服务管理的全景图。 ####
|
26天前
|
算法 Linux 调度
深入浅出操作系统的进程管理
本文通过浅显易懂的语言,向读者介绍了操作系统中一个核心概念——进程管理。我们将从进程的定义出发,逐步深入到进程的创建、调度、同步以及终止等关键环节,并穿插代码示例来直观展示进程管理的实现。文章旨在帮助初学者构建起对操作系统进程管理机制的初步认识,同时为有一定基础的读者提供温故知新的契机。