Java EE：进程调度的基本过程

一.什么是进程

   进程是操作系统对一个正在进行的程序的一种抽象，换言之可以把进程看作程序的一次运行过程；同时，在操作系统内部，进程优势操作系统进行资源分配的基本单位。通过电脑的任务管理器就可以产看当前运行的进程信息。跑起来的程序就是进程。

  进程是一个重要的“软件资源”，是由操作系统内核负责管理分为：描述+组织

描述：使用结构体（c语言的结构体）来描述进程属性。（操作系统基本上都是C/C++来写）用来描述进程的这个结构体，起了个特殊的名字，叫做PCB（进程控制块process control block）

组织：通过双向链表，来把多个PCB给串到一起（但并不是一个单纯的双向链表）

创建一个进程，本质上就是创建一个PCB这样的结构体对象，把它插入链表中

销毁一个进程，本质上就是把链表上的PCB结点删除掉

任务管理器查看到进程列表，本质上就是遍历这个PCB链表

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PCB里面描述了那些进程的特征呢

1.pid进程的身份标识符（唯一的数字）

2.内存指针 指向说自己的内存是哪些

3.文件描述符表  硬盘上的文件等其他资源

（2，3描述了进程持有了哪些硬件资源）硬件资源，内存，硬盘都好区分，但CPU资源不好区分，操作系统里面有一个重要的模块调度器，就负责让有限的CPU来调度执行这么多的进程

4.进程调度相关的属性：

1）进程的状态

就绪状态：随叫随到，进程随时准备好了去CPU上执行

运行状态：正在和我一起的

阻塞状态：出差了，短时间内无法到CPU上执行了，比如进程在进行密集的IO操作，读写数据

注：很多操作系统不会明确区分就绪和运行

补充说明：由于狼多肉少的情况，这些进程是希望能够同时运行，分时复用

并行：微观上同一时刻，两个核心上的进程，就是同时执行的

并发：微观上，同一时刻，一个核心上只能运行一个进程，但是它能够对进程快速的进行切换，比如CPU这个核心上，先运行一个QQ音乐，再运行一下CCTalk，再运行一下画图板，只要切换速度足够快（2.5HZ，每秒运行25亿条指令），宏观上人感知不到，人看起来就好像是几个进程同时在运行。内核负责处理的应用程序感知不到，因此往往也把并行和兵法，统称为并发，未来除非显示声明，否则谈到并发，就是只并行+并发

2）优先级

先给谁排，后给谁排，给谁多排点，给谁少排点

进程也是有优先级的，操作系统进行调度并不是一碗水端平

3）上下文

操作系统在进行进程切换的时候，就需要把进程执行的“中间状态”，记录下来，保存好。

下次这个进程再上CPU上运行的时候，就可以恢复上次的状态，好继续往下执行。

“存档，读档”上下文本质上就是你存档的内容。进程的上下文，就是CPU中的各个寄存器的值——CPU内置的存储数据模块，保存的就是程序运行过程中的中间结果。

保存上下文，就是把这些CPU寄存器的值，记录保存在内部中，回复上下文，就是把内存中的这些寄存器值恢复回家

4）记账信息，统计每个进程在CPU上占用的时间和执行的指令数目，根据这个来决定下一阶段如何调度。

二、内存管理

虚拟地址空间

程序中所获取的内存地址，并非是真实的物理内存的地址，而是经过了一层抽象虚拟出来的地址。对于这点，我们感觉不那么明显，隔壁C++感知非常清楚。

C语言中都学过指针，这里的内存地址，就是虚拟的内存地址，并非真实的物理内存地址！！！

（内存是个啥东西，想象一下你的宿舍楼，有个大走廊，走廊上有很多房间，每个房间就是一个宿舍，每个房间还有一个编号，通过编号就可以定位到房间的位置，房间编号就是“地址”。内存可以存很多数据，内存就可以想象成一个大走廊，走廊非常长，有很多房间。每个房间大小1Byte，每个房间还有个编号，从0开始依次累加，这个内存编号，就是“地址”；这个地址也就认为“物理地址”）

内存有个了不起的特性，随机访问，访问内存上的任意地址的数据，速度都极快，时间上都差不多，正是这个特点，造就了数组取下标操作是O(1)

 

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针对进程使用的内存空间，进行隔离引入了虚拟地址空间！！！代码里不再直接使用真实的物理地址了！！！而是使用虚拟的地址。由操作系统和专门的硬件设备负责进行虚拟地址到物理地址的转换。

解决进程间相互影响的问题。虽然进程隔离了，但是又引入了新问题。有时候，确实进程之间，需要进行数据的交互（相互配合），在隔离的基础上，开个口子，进程间通信，实现方式很多，但是核心思路是一致的。需要搞一个多个进程都能 访问到“公共空间”，基于这个公共空间来进行交互数据即可。这里的通讯方式/公共空间有很多具体的体现形式。例如要点个外卖，无接触配送，就在楼下放个桌子。