操作系统的线程和进程的区别_理解操作系统：就像吃饭一样（进程、线程等）...

 理解吃饭

本文共991字&＃xff0c;用简单的类比探索计算机科学的哲理。

理解操作系统&＃xff1a;就像吃饭一样

01

最熟悉的陌生人

类比这种方法并不严谨&＃xff0c;但它会帮你快速找到自己想要的方向。

Hobo吃撑了&＃xff0c;公众号&＃xff1a;又吃撑了理解操作系统&＃xff1a;就像吃饭一样(内存篇)

我们无时不刻不在和进程、线程、轻量化进程、协程等打交道&＃xff0c;它们就是活跃在内存和CPU之间的动态实体&＃xff0c;是它们造成了计算机的交互和程式化&＃xff0c;是计算机中我们“最熟悉的陌生人”。

前期文章将进程“大人吃的大碗饭菜&＃xff0c;小孩吃的小碗饭菜”&＃xff0c;线程比作“大小碗饭菜里不同的菜和饭”&＃xff0c;轻量化进程、协程比作“拌好的一汤匙更易食的菜和饭”&＃xff0c;表示它们之间有着层次递进的关系&＃xff0c;越细致说明越容易成为组件&＃xff0c;越宽泛说明越是集合体。

我们用“色香味形意”去形容饭菜&＃xff0c;也会使用一些属性去描述进程(线程、协程等&＃xff0c;下同)&＃xff0c;例如饭菜的香就可以类比为进程的信号描述&＃xff0c;我们顺着香气寻找美味的事物&＃xff0c;操作系统利用信号调动一个个进程。这里将进程的其他重要描述信息列举如下&＃xff1a;进程基本信息、指向内存描述符的指针、与进程相关的tty、当前目录、指向文件描述符的指针等。

02

变换角度看进程

前期文章提到过内核态调用可类比吃需要后厨加工的事物&＃xff0c;而用户态可类比吃直接可以吃的事物&＃xff0c;如西红柿等。那么问题来了&＃xff0c;厨子和食客对待饭菜的角度一样吗&＃xff1f;

一边看到油盐酱醋茶和食物材料&＃xff0c;而另一边只是看到香喷喷的饭菜&＃xff0c;当然不一样&＃xff01;

所以进程这东西同理的&＃xff0c;我们可以用封装简化的角度去考虑&＃xff0c;但实际上内核处理它、CPU处理它要层层分解&＃xff0c;这会导致一些认知上的偏差。

以进程的最基本描述符&＃xff0c;编号&＃xff0c;pid&＃xff0c;举例。如下图&＃xff0c;从用户视图来看&＃xff0c;可能只有两个进程在运行&＃xff0c;但是对于系统内核来说&＃xff0c;42号进程的同组进程也是需要单独管理的&＃xff0c;是需要单独加工处理的&＃xff01;我们一般说的PID/pid即是用户视图(USER VIEW)的编号。

03

假设进程有生命

这是一个很有意思的类比&＃xff0c;因为操作系统或者说电脑正是因为动态化的原因让人感到AI生命的未来可期。

进程作为设想的“AI生命”的细胞&＃xff0c;状态机就是它的生老病死&＃xff0c;也可类比食物的生长、加工、消化、腐烂。这就是进程的复制(衍生)、结束。

一旦有了生命&＃xff0c;那就一定要争抢资源的&＃xff0c;这是求生的本能&＃xff0c;所谓的“竞态”。有竞争的时候&＃xff0c;排队是少不了的&＃xff0c;甚至还需要等待区&＃xff0c;有的时候还要有各种规则来约束。这里就蕴含着进程的切换。

生命短暂&＃xff0c;进程亦如此&＃xff0c;记住一切都为了高效。

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