标签: 操作系统

彻底理解协程

彻底理解协程

协程不是操作系统的底层特性,系统感知不到它的存在。它运行在线程里面,通过分时复用线程的方式运行,不会增加线程的数量。协程也有上下文切换,但是不会切换到内核态去,比线程切换的开销要小很多。每个协程的体积比线程要小得多,一个线程可以容纳数量相当可观的协程。在IO密集型的任务中有着大量的阻塞等待过程,协程采用协作式调度,在IO阻塞的时候让出CPU,当IO就绪后再主动占用CPU,牺牲任务执行的公平性换取吞吐量。

彻底理解线程

彻底理解线程

操作系统支持多个应用程序同时执行,每个应用至少对应一个进程,彼此之间的操作和数据不受干扰。当一个进程需要磁盘IO的时候,CPU就切换到另外的进程去执行,提高了CPU利用率。CPU在不同的进程之间切换执行,任务多的时候一直处于工作状态。有了进程,为什么还要线程?因为进程的成本太高了。启动新的进程必须分配独立的内存空间,建立数据表维护它的代码段、堆栈段和数据段,这是昂贵的多任务工作方式。如果两个进程之间需要通信,要采用管道通信、消息队列、共享内存等等方式。线程可以看作轻量化的进程,或者粒度更小的进程。线程之间使用相同的地址空间,切换线程的时间远远小于切换进程的时间。一个进程的开销大约是线程开销的30倍左右。

彻底理解进程

彻底理解进程

操作系统的”进程”很早就出现了,许多教科书上定义这个概念总是晦涩难懂。计算机技术发展太快了,简单的概念经过无数次演化,也会变得复杂。我们追溯一下操作系统的发展历史,就能理解进程解决了什么问题、为什么这样设计。进程是独立功能的程序的一次动态执行过程,也是系统资源分配的独立实体。每个进程都拥有独立的地址空间。一个进程无法访问另一个进程的变量和数据结构,如果想让一个进程访问另一个进程的资源,要使用进程间通信,比如管道、文件、套接字等。