操作系统进程线程区别、并发和并行、内存和外存

1.进程
运行起来的可执行文件

2.线程
进程内部的一个部分，进程包含线程

3.操作系统是如何管理进程的？

1）先描述一个进程，此处的描述其实就是用C语言的结构体，操作系统中描述进程的结构体称为PCB(process control block)进程控制块
2）再组织若干进程，典型的实现就是使用双向链表把每个进程的PCB给串起来
创建进程：县创建出PCB，然后把PCB加到双向链表中
销毁进程：找到链表上的PCB并从链表中删除
查看任务管理器：遍历链表

4.PCB中的属性

pid：进程id，进程的身份标识内存指针：指明了这个进程要执行的代码/指令在内存的哪里，以及整个进程执行中依赖的数据都在那里

文件描述符表：进程每次打开一个文件，就会在文件描述符表中增加一项。文件描述符表可以视为一个数组，里面的每个元素又是一个结构体对应一个文件的相关信息。

状态：状态描述了当前进程接下来该怎么调度 1）就绪状态：随时可以去CPU上执行 2）阻塞/睡眠状态：暂时不可以去CPU上执行

优先级：用于分配时间的先后和多少记账信息：统计每个进程都分别执行了多久，执行哪些指令，排对等了多久。给进程调度提供指导依据的。

上下文：表示了上次进程被调度出CPU的时候，当前程序的执行状态。下次进程上CPU的时候就可以恢复之前的状态继续执行。
进程被调度出CPU之前，要先把CPU中的所有寄存器中的数据都保存到内存中(PCB的上下文字段中)，相当于存档
下次进程再被调度上CPU的时候就可以从刚才的内存中恢复数据到寄存器中，相当于读档。

5.并发和并行

并行：微观上两个CPU核心同时执行两个任务的代码
并发：微观上一个CPU核心限制性任务1再执行任务2…只要切换足够快宏观上看起来就好像多任务在同时执行一样

6.进程调度

操作系统在考虑CPU资源如何给各个进程分配，内存资源是通过虚拟地址进行分配的，保障了进程的独立性。
通过虚拟地址空间将进程各自隔离开了，进程之间的通信是通过文件操作或者网络操作。

7.线程产生的原因

频繁的创建/销毁进程成本较高，频繁的调度进程成本也是很高的
解决问题的思路：
进程池，能解决上述问题提高效率，当消耗系统资源太多
使用线程实现并发编程，线程比进程更轻量，无论是创建、销毁和调度线程的成本都比进程低很多。

8.线程为什么比进程更轻量？

进程重量在于资源申请和释放，线程是包含在进程中的，一个进程中的多个线程共用同一份资源(同一份内存+文件)。因此创建进程的第一个线程由于要分配资源成本是相对较高的，后续这个进程创建其他线程就不需要分配资源了，因此成本也会低一点。

9.进程和线程的区别和联系

1）进程包含线程，一个进程里可以有一个或多个线程
2）进程和线程都是为了处理并发编程这样的场景，但是进程在频繁的创建和释放的时候效率低，相比之下线程更加轻量创建和释放效率更高。
3）操作系统创建进程要给进程分配资源，进程是操作系统分配资源的基本单位
操作系统创建的线程是要在CPU上调度执行，线程是操作系统调度执行的基本单位
4）进程具有独立性，每个进程有各自的虚拟空间，一个进程挂了不会影响到其他进程
同一个进程中的多个线程共用同一个内存空间，一个线程挂了可能会影响到其他线程，甚至导致整个进程崩溃

10.内存和外存的区别

1）内存的存储空间较小，外存的存储空间较大
2）内存的访问速度快，外存的访问速度慢
3）内存成本高，外存成本低
4）内存中数据断电后小时，外存数据断电后还在

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