温故而知新,可以为师矣。没有笨的人,只有你不去学或者不去反复理解学。
理论性知识点:理解记忆,体会理解其思路以及存在的意义。
操作性知识点:模仿实操一遍,有必要掌握的则需要自己理解其原理并且独自实操。
学习资料引用:
哔哩哔哩学习视频
操作系统概念黑皮书(机械工业出版社)
前言:主要介绍的知识点面向于Linux操作系统
硬盘简单概念介绍 磁盘的读写,优先顺序,而非随机。
系统API有一张索引表记录其接口函数,例如#1、#2等。
补充:一般书上的介绍有NEW,表示新建状态,Dead,表示终止状态。进程在CPU执行是运行态,如果被中断抢抢占CPU而得不到运行会进入就绪态等待下次执行,等待态一般是进程本身需要IO操作,需要一段时间等待IO执行完成,会主动放弃CPU使用权进行等待态。
text:代码文本,二进制代码,编译后的产物,可以直接执行。
data:进程结束才会回收,全局与静态变量。例如C中函数中 static修饰局部变量即可为其延长生命周期,例子博客。
stack:函数结束则调用栈结束,局部变量与函数返回地址
heap:运行时动态的内存分配。
注意点:进程信息在内存中的实际物理存储空间是离散的。
补充:就绪与等待队列的实现通过链表,而且单个节点存放的仅仅只是PCB,因为调用一个进程可以通过PCB来找到进程其它部分的信息,这也是PCB存在的意义与好处。
注意点:进程切换的过程中是依靠中断来实现的。
并发与并行的介绍:
一条路上多个人在”同时“的跑步,那么他们在”并发“的跑,多个人在多条路上同时的跑步,那么他们在”并行“的跑。这里的人比喻程序,路比喻CPU。
线程被引进的缘由:
说明:如上图所示,进程间的切换是需要CPU资源时间开销的。
线程的定义:
说明:如上图所示,单个进程中,可以存在多个不同的执行流,这些执行流被我们称之为线程(线程是目前CPU任务的最小计量单元),线程共享进程的code、data、files等。但多线程的出现导致了并发需要加锁的问题。下面用一个简单的程序来演示一下这种情况:
#include
#include
#include
#include
#include
int global_value = 100;
void *hello(void *arg)
{
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
global_value++;
printf("I am a hello thread\n");
printf("现在的全局value是%d\n", global_value);
sleep(2);
}
}
void *world(void *arg)
{
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
global_value++;
printf("I am a world thread\n");
printf("现在的全局value是%d\n", global_value);
sleep(1);
}
}
void *threadFuc(void *arg)
{
printf("I am a new Thread\n");
}
int main()
{
//定义线程一号,二号
pthread_t tid, tid2;
//创建线程
pthread_create(&tid, NULL, hello, NULL);
pthread_create(&tid2, NULL, world, NULL);
//join的含义是等待新开的线程回调完成
pthread_join(tid, NULL);
pthread_join(tid2, NULL);
printf("In main thread\n");
return 0;
}
// 编译命令:gcc thread.c -o thread -std=c99 -pthread
简单介绍:先来先服务,先来的线程先处理并且处理完成,不会被抢占。
优点:简单粗暴,朴实无华,先来先处理,不会被抢占。
简单介绍:每个线程可以得固定的时间片去使用CPU,时间片用完自身就等待下次属于自己的时间片,虽然时间片使用完毕会自动被抢占,但具有”公平性“。
优点:可以让每个线程较为公平的得到处理,如果使用时间小的可能比FCFS先处理完,算是一种平均算法,被大多数调度使用,可以兼容大部分的需求。
缺点:增加线程切换开销,线程的上下文切换开销大约是0.1-1ms
SJB优点:非抢占式,永远在就绪等待队列中选择开销最小的线程进行调度
SRTF(shortest remaining time first):抢占式的调度,每次有新任务到达的时候,都会进行最短所需时间任务的选择
SRTF缺点:如果任务到达的数量很多,则需要多次数停下目前调度进行排序现有队列的情况。
SCHER_OTHER:默认的正常的调度策略,本质还是RR,表示不紧急的任务的调度策略(占比高)
SCHER_FIFO、SCHER_RR:需要时刻知道任务运行状态的任务的调度策略。
查看调度策略的命令:chrt -p pid
Real-time下:PR = -1 - priority 属于【-100, -2】
注意点:SCHER_XX的调度策略不仅仅是上述我们介绍的那样,只能说上述算法思想已经实现了“开源”,各种不同的操作系统只是在这是调度算法的核心基础上实现再优化。架子还在,但其已经实现了不一样的优化。最重要的区别是在各个算法的基础上增加了优化级的概念和计算。例如更大的优先级在FIFO中能插入头部得到优先执行,在RR中得到的时间片就越大。
实现自旋锁的Demo:
#include
#include
#include
#include
#include
int global_value = 100;
pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
void *hello(void *arg)
{
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
pthread_mutex_lock(&lock);
global_value++;
printf("I am a hello thread\n");
printf("现在的全局value是%d\n", global_value);
sleep(1);
pthread_mutex_unlock(&lock);
}
}
int main()
{
pthread_t tid, tid2;
pthread_create(&tid, NULL, hello, NULL);
pthread_create(&tid2, NULL, hello, NULL);
pthread_join(tid, NULL);
pthread_join(tid2, NULL);
printf("In main thread\n");
return 0;
}
提问:
如果某个进程中加了锁,然后突然在没有释放锁之前终止会发生什么情况呢?
固定分区:事先划分好固定不同大小的分区,等待调用使用,造成的内存碎片是未使用的
可变分区:划分程序所需要的空间,但造成的碎片是孔洞之间的遗留
内存分段
分页:
快表(TLB)
相关知识点:一文解决内存屏障 - 简书 (jianshu.com)
调页操作
相关类似Demo例子:MySQL 改进的LRU算法 - 简书 (jianshu.com)