🔄 并发和并行

• 并发：在一段时间内，多个任务都会被处理；但在某一时刻，只有一个任务在执行。
  • 单核处理器做到的并发，其实是利用时间片的轮转，例如有两个进程 A 和 B，A 运行一个时间片之后，切换到 B，B 运行一个时间片之后又切换到 A。因为切换速度足够快，所以宏观上表现为在一段时间内能同时运行多个程序。
• 并行：在同一时刻，有多个任务在执行。这个需要多核处理器才能完成，在微观上就能同时执行多条指令，不同的程序被放到不同的处理器上运行，这个是物理上的多个进程同时进行。

进程之间是独立和隔离的，一个进程崩溃不会导致所有进程崩溃

• 进程隔离性：每个进程都有自己独立的内存空间，当一个进程崩溃时，其内存空间会被操作系统回收，不会影响其他进程的内存空间。这种进程间的隔离性保证了一个进程崩溃不会直接影响其他进程的执行。
• 进程独立性：每个进程都是独立运行的，它们之间不会共享资源，如文件、网络连接等。因此，一个进程的崩溃通常不会对其他进程的资源产生影响。

🧠 进程

在系统中正在运行的一个应用程序；程序一旦运行会被载入内存。进程是资源分配的最小单位。在操作系统中能同时运行多个进程；

进程可以分成以下两类

• 用户态进程 ：通常是应用程序的副本
• 内核态进程 ：内核本身的进程。

如果用户态进程需要申请资源，比如内存，可以通过系统调用向内核申请。每个进程都有独立的内存空间，存放代码和数据段等，程序之间的切换会有较大的开销

💾 进程占用的资源

每个进程都有自己独立的内存空间（代码段、数据段、堆栈等），可以看作是一个正在运行的程序实例。进程之间是相互独立的。

• 内存 ：进程需要内存来存储其代码、数据和执行时的状态信息。负责为进程分配和管理内存。
• 文件描述符 ：进程可能需要访问文件系统中的文件来读取或写入数据。
• 输入/输出设备 ：进程可能需要与外部设备进行交互，如键盘、鼠标、显示器、打印机等。
• CPU：进程被分配CPU时间片，允许它在CPU上执行指令。

其中部分资源是共享的，而其他资源是独立的。

• 不共享的资源
  • 虚拟地址空间：每个进程有独立的内存地址空间，互不可见
  • 代码段、数据段、堆、栈：各自维护自己的函数执行栈和内存分配区。
  • 进程控制块：每个进程都有独立的 PCB，包含 PID、状态、优先级、调度信息等。
• 共享的资源
  • 程序代码：如果多个进程运行同一个程序，内核会优化共享只读代码段 • 打开的文件：父子进程可以共享打开的文件（如 fork 后）。

📊 进程的状态

📌 进程状态

• 创建状态（new）：进程正在被创建时的状态

• 就绪状态（Ready）：进程处于可运行，进程获得了除了处理器之外的一切所需资源，一旦得到处理器资源(处理器分配的时间片)即可运行。由于其他进程处于运行状态而暂时停止运行

• 运行状态（Running）：进程正在处理器上运行(单核 CPU 下任意时刻只有一个进程处于运行状态)

• 阻塞状态（Blocked）：该进程正在等待某一事件发生（如等待输入/输出操作的完成）而暂时停止运行，这时，即使给它CPU控制权，它也无法运行

• 结束状态（Exit）：进程正在从系统中消失时的状态