操作系统——用户态与内核态、同步与异步、阻塞与阻塞

什么是用户态与内核态

计算机系统中，通常 CPU 执行两种不同性质的程序代码：一种是操作系统内核程序（管理程序）；另一种是用户自编程序（即系统外层的应用程序，或简称 “应用程序”）。CPU 运行这两种不同性质的程序，就是操作系统中最基本的两种运行模式：用户态和内核态。

先来说一些废话

程序执行目的就是操作计算机中的各种硬件资源，每个程序最终都会编程二进制语言来操作硬件，从而实现某种具体功能。这样一说，好像可以不用操作系统，每个程序自己就是操作系统了。行吗？肯定不行啊。应用程序大多是高级语言编写的，你会将高级语言编译成二进制语言吗？这时你会说“我不会”，但有牛人会编写，并提供编译工具给大家使用。好，即使你的程序已经转换成二进制语言了，那你知道接下来如何和硬件进行交互来操作硬件，这么多程序都要来使用有限的硬件，那到底是给你用还是给他用，谁有权力管理这些硬件资源、制定使用规则。这时你又会说“我不会”，但总牛人知道怎么和硬件交互，有这个能力来编写代码来统一管理资源并制定使用规则，我们这些普通人达成共识都遵循他的规则就行。这…我无法反驳了，因为这个牛人编写的代码就是操作系统了。

操作系统可以让你编写的应用程序代码与硬件交互，同时管理不同应用程序如何有序使用硬件资源，所有应用程序都是运行在操作系统之上的。所以一定要保证操作系统安全运行，才能确保上层应用程序正常运行。

操作系统经过这么多年的发展，由优秀科技人才经过深思熟虑写出来的程序，肯定比应用程序代码逻辑要严格。（形象化例子）既然大家都认同我（操作系统），我就有权利和责任让大家稳定运行，那大家就应该遵循和支持我制定的规则，并在我制定的规则内运行。我也想尽最大努力让大家方便快速地使用所需硬件资源，但这些资源都是有限的，怎么管理和使用（各种硬件的使用、内存管理、进程管理等），大家都不清楚，所以这些资源和功能我不能都对大家开放，我需要统一管理起来，才能合理分配，有什么需求就告诉我，我知道怎么使用这些资源并计算得到你想要的结果，你只需要在外面等我一会儿，我就会把结果返回给你。

什么是用户态和内核态？