码农翻身

1.计算机的世界你不懂

1.1 线程和进程

• 一个请求的话，就是一个线程，然后会携带数据，让后台服务器处理；当线程需要被处理的时候，会从创建态到就绪态；
• CPU执行速度是很快的，交替快速执行；
• 线程是一种昂贵的资源，一般需要放在线程池里面
• 当我们的数据库压力过大的时候，可以考虑用缓存减缓数据库的压力
• 锁：有死锁；当我们执行一些并发性操作，或者涉及到一些重要资源的时候，要时刻考虑用锁，锁的分类有乐观锁，悲观锁，分布式锁（Redis，zookeeper实现）
• 内存处理速度快，但是一旦关闭了电脑，数据就会丢失，因此硬盘存储数据是非常有必要的，为了提高效率可以先将数据读进内存里面，CPU操作内存就非常快。如果有一些频繁要处理的数据的话，可以放到内存中的缓存区域，从而提高访问的速度
• 流水线：CPU操作线程的时候，其实有多个线程在并发进行，但是不会闲着，而是不断地切换。就好像流水线一样，每一个线程该干嘛就干嘛，比如线程1读取数据，线程2在写数据。。
• 以前的计算机是专用计算，打游戏的只能打游戏，计算的只能计算。后来发展为不同的程序可以写好以后，可以在同一台计算机运行，按照存储的程序逐条取出指令然后加以分析；
• 计算机逻辑上分为五大部件：运算器，控制器，存储器，输入设备，输出设备。
• 进程：一个一个进程在内存中就是不同的程序，每一个程序都有自己的PCB【记录进程的一些信息，比如说运行多长时间，上次运行的指令，地址等等】，记录每一个线程运行到XXX指令，寄存器的值，记录处理这些花了多少时间，等待了多少时间等等。。。
  但是如果有多个运行的进程（程序）的话，内存分配不是一件简单的事

1.2 解决多进程问题

这里涉及到一个比较重要的理论就是：
局部性原理。访问了一个内存位置以后，过不了多久还会再次访问，还有，一个内存位置被访问了，附近的位置也很快被访问到【缓存，内存分页的依据】
内存分配

• 地址重定位：假设第一个程序的地址为0，第二个的起始地址就为1000；CPU增加一个基址寄存器，专门用来保存起始地址。运行第一个程序的时候CPU，将寄存器设为0,；切换到第二个程序的时候，寄存器为1000【动态重定位】
  为了防止指令混乱，在CPU中增加一个叫做内存管理单元的东西。用来计算两次访问的地址是否一致，看一下是否有越界行为。
• 分时系统：分时系统是为了同时处理多个程序，让程序相互间切换而出现的。由于CPU的处理速度非常快，因此。将每一段的程序分时间片，分段处理。计算机使用者根本察觉不到。
• 分块装进内存：以前是批处理系统。排着队来。随着进程的普及。很多程序一起涌入内存中，导致内存爆炸。因此需要分块进行内存加载。而加载到内存用到一个理论，局部性原理：
  1.时间局部性：如果程序中的某个指令开始执行，则不久后，该指令可能再次执行；如果某数据被访问，不久之后，该数据可能再次被访问。
  2.空间局部性：一旦程序访问了某个存储单元，不久后，其附近的存储单元也会被访问。
  这些被分页的块称为页框。（把最大可能访问的空间和指令放在同一块。空闲出来的内存页让给其他程序）
• 虚拟内存(分页)：虚拟分页是为了可以让内存，CPU更高效的工作。给每一个程序分配一个虚拟的内存，（比如4G）。然后维护一个页表，映射虚拟内存和物理内存的关系。
• 分段+分页：一个程序会被分成代码段，数据段，堆栈段等等。有一些是共享的。
• 装载程序的过程：程序并不会全部加载进物理内存页。而是先分配虚拟内存页，然后按需加载进物理内存，会将程序“大卸八块”.