(java) 进程调度

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进程 

首先我们要了解一下什么是进程？

那如何管理进程？

PCB中比较重要的属性

进程调度

为什么要进行进程调度？

状态

优先级

上下文

拓展介绍一下寄存器

记账信息

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进程 

首先我们要了解一下什么是进程？

简单来说，进程：跑起来的程序

我们打开任务管理器，每一个跑起来的进程都是一个应用程序

 

那如何管理进程？

1.先描述：使用PCB结构（进程管理块 ）表示出进程的各种属性。

2.后组织：使用双向链表，把这些PCB结构串起来。

PCB中比较重要的属性

1.pid	进程标识符
2.内存指针	进程持有的内存资源
3.文件描述符表	进程持有的硬盘资源
4.状态	这些用来完成’‘进程调度”， 和进程持有的CPU资源密切相关
5.优先级
6.上下文
7.记账信息

接下来我们具体介绍用来完成进程调度的这几个属性

进程调度

为什么要进行进程调度？

因为进程太多，CPU核心数太少（分不过来，狼多肉少）。

这就需要让这些进程轮番在CPU上执行。只要轮转速度够快，那在用户眼中（宏观上），这些进程看起来就是“同时”执行的。

这个“同时”只是看起来同时，实际上并不是同时的，这个就叫做 “并发”； 那如果两个进程同时在两个CPU上执行，在微观上也是同时的，这个叫做 ”并行“。

但在程序员的角度来看，是感受不到到底是“并发”执行，还是”并行“执行，我们通常用”并发“这个概念来表示”并行“和“并发”。 

状态

1.就绪状态  

这个进程随时可以去CPU上执行 或者 这个进程正在CPU上执行

一个CPU同一时刻只能有一个进程执行，那其他进程就得排队，那一个进程下车，下一个进程就立即补上来。

2.阻塞状态

程序有时候要等待一些其他的条件，其他条件必备，才能执行，比如说等待用户输入，这个用户一直不输入，那就得等待（阻塞了），直到用户输入，我们才能获取到数据。

 还有一些其他的状态，不太重要，就不介绍了。

优先级

优先把资源分配给谁谁，

这个好理解，就比如现在同时运行一个游戏，和一个QQ，那此时我们就希望游戏持有更多的运算资源，保证流畅，QQ的话，能收到消息就好，那游戏的优先级就高于QQ

上下文

进程从CPU离开之前，需要保持现场，把当前CPU中各种寄存器的状态都记录到内存中，

等到下次进程回到CPU上执行的时候，此时就可以把保存的这些寄存器的值，恢复回去，进程就会沿着上次执行到的位置，继续往后执行。 

就像玩游戏里的存档，读档。

拓展介绍一下寄存器

CPU中有一些寄存器，没有特殊含义，就只是用来保存运算的中间结果的，

还有一些寄存器，有特定含义，特定作用

1. 保存当前执行到哪个指令（也叫程序计数器）（是一个2字节/4字节/8字节 的整数，这个整数保存的是一个 内存地址，这个地址就是程序下一条要执行的指令的所在位置）
2. 维护栈相关的寄存器   (有了这个 才知道一个方法执行完毕后，要回到哪里执行）通过这一组（一般是两个）维护当前程序的”调用栈“，（栈，也是一块内存，这个内存里就保存当前这个程序方法调用过程中的一系列的关系，也包含局部变量和方法参数......)
3. 其他的通用寄存器   一般是用来保存计算的中间结果的。

ps（程序计数器）:  exe里面就包含了指令 和 数据，把exe 运行起来，操作系统就会把指令和数据加载到内存中（就会有一个内存地址），

那此时CPU就会从内存中取指令，然后在执行指令，

初始情况下，程序计数器就指向进程指令的入口，

每次取完一条指令，程序计数器的值都会自动更新，

默认情况下，直接指向下一条（顺序执行）

但是如果遇到 跳转类指令（jmp(无条件跳转），jcmp(有条件跳转），call（函数调用）），就会被设置成跳转到的地址）

这些都是操作系统自动的。

记账信息

通过优先级机制，对不同的进程分配了不同权重的资源，

但这个机制有可能会出现极端的情况，所有的资源都给了某个进程，其他进程一点都没分着

那就要用到记账信息，记账信息，会记录当前进程持有 CPU 的情况（在CPU 执行多久了），就可以作为操作系统调度进程的参考依据

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