OS - 一文带你快速精通程序、进程、线程、纤程

以下本文都是在OS角度说的。

面试高频：进程和线程有什么区别？

• 非专业回答：进程就是一个程序运行起来的状态，线程是一个进程中的不同的执行路径
  专业回答：进程是OS分配资源的基本单位，线程是执行调度的基本单位
  分配资源最重要的是：独立的内存空间，线程调度执行（线程共享进程的内存空间，没有自己独立的内存空间）

• 纤程：用户态的线程，线程中的线程，切换和调度不需要经过OS
  优势：1：占有资源很少 OS : 线程1M Fiber：4K 2：切换比较简单 3：启动很多个10W+
  截止本文发布时支持内置纤程的语言：Kotlin Scala Go Python(lib)... Java? （open jdk : loom）

JAVA中对纤程的支持：目前没内置，期望内置

利用Quaser库（不成熟）



co.paralleluniverse
quasar-core
0.8.0

// 线程版本：
import co.paralleluniverse.fibers.Fiber;
import co.paralleluniverse.fibers.SuspendExecution;
import co.paralleluniverse.strands.SuspendableRunnable;
public class HelloFiber {
    public static void main(String[] args) throws  Exception {
        long start = System.currentTimeMillis();
        Runnable r = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                calc();
            }
        };
        int size = 10000;
        Thread[] threads = new Thread[size];
        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
            threads[i] = new Thread(r);
        }
        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
            threads[i].start();
        }
        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
            threads[i].join();
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - start);
    }
    static void calc() {
        int result = 0;
        for (int m = 0; m < 10000; m++) {
            for (int i = 0; i < 200; i++) result += i;
        }
    }
}
// 大概耗时7s

// 纤程版本
import co.paralleluniverse.fibers.Fiber;
import co.paralleluniverse.fibers.SuspendExecution;
import co.paralleluniverse.strands.SuspendableRunnable;
public class HelloFiber2 {
    public static void main(String[] args) throws  Exception {
        long start = System.currentTimeMillis();
        int size = 10000;
        Fiber[] fibers = new Fiber[size];
        for (int i = 0; i < fibers.length; i++) {
            fibers[i] = new Fiber(new SuspendableRunnable() {
                public void run() throws SuspendExecution, InterruptedException {
                    calc();
                }
            });
        }
        for (int i = 0; i < fibers.length; i++) {
            fibers[i].start();
        }
        for (int i = 0; i < fibers.length; i++) {
            fibers[i].join();
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - start);
    }
    static void calc() {
        int result = 0;
        for (int m = 0; m < 10000; m++) {
            for (int i = 0; i < 200; i++) result += i;
        }
    }
}
// 大概耗时3秒，纤程之间的切换很轻盈，是在用户态内部进行的，不需要os参与

大家可以尝试：目前是10000个Fiber -> 1个JVM线程，想办法提高效率，10000Fiber -> 10份 -> 10Threads

纤程的使用的场景

纤程 vs 线程池：很短的计算任务，不需要和内核打交道，并发量高！

进程创建和启动

fork and exec.png

linux是c语言写的，它对外提供一些类库和接口，比如fork()，创建进程调用系统的函数fork() 产生一个子进程，其实内部还是clone方式产生的,即从父进程克隆出一个

僵尸进程 & 孤儿进程

• 僵尸进程：父进程产生子进程之后，会维护子进程的一个PCB结构，如果子进程退出了，由父进程释放；如果父进程没有释放，那么子进程成为一个僵尸进程。
• 孤儿进程：子进程结束之前，父进程已经退出
  孤儿进程会成为init进程的孩子，由1号进程维护

进程调度（了解）

Linux 2.6采用CFS调度策略：Completely Fair Scheduler
按优先级分配时间片的比例，记录每个进程的执行时间，，如果有一个进程执行时间不到他应该分配的比例，优先执行。
默认调度策略：
实时优先级分高低 ： FIFO (First In First Out)，
优先级一样 ： RR（Round Robin）
普通： CFS

• 多任务
  -- 非抢占式：除非进程主动让出cpu，否则一直运行
  -- 抢占式：由进程调度器强制开启或暂停某一进城的执行

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坐标帝都，白天上班族，晚上是知识的分享者
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