进程线程-CPU-并行并发大杂碎!

进程线程-CPU-并行并发大杂碎!
引子
进程与线程
进程
线程
几核几线程
并行与并发
借物表

引子

谈操作系统会了解到进程与线程
谈 CPU 会听到几核几线程
谈 CPU 调度会存疑并行与并发

进程与线程

简单层级关系: 应用程序->一至多个进程->一至多个线程

线程是调度的基本单位，而进程则是资源拥有的基本单位。

进程

在前台显示的(有图形窗口的)程序,叫做"应用"
- 比如 IDEA,酷狗,Edge,QQ 这些都是应用.
- 同一个程序,打开多个窗口,其产生的进程也会被归到一个应用下
  - 比如打开两个 VScode 窗口,其产生的新进程也会列在 VScode 栏下,并不会出现两个 VScode 栏
  - 另外,新建窗口不一定会产生新进程(比如打开两个 IDEA 窗口,IDEA 栏下的进程数没变)
- 关闭窗口后,应用要么被全然关闭,要么转入后台进程
  - 就比如 QQ 可以选择整个关掉或者后台挂着,后台挂着时 QQ 不会在"应用"列表出现,会被归到后台进程
每个应用会有一个至多个进程
- 至少有一个"应用"进程和若干"后台进程".
- 比如 IDEA 下面的一排,六个进程
- 一个进程 = .exe之类的可执行文件 + 运行时数据
  - 也就是说同一个程序运行在不同数据环境下会产生不同进程(比如 IDEA 下的两个 TabNine 进程)
不同进程之间数据隔离
- 也就是说一个进程挂掉只影响这个进程,对其他进程无影响
- 比如浏览器,一个页面就是一个进程(如果两个页面相同会共享同一进程),脚本插件另行计算,一个页面崩溃一般只影响这个页面.
后台进程
- 现在我们可以理解没有界面的程序运行时肯定会被归到后台进程
  - 比如 aria2c.exe,没有界面,只可能出现在后台进程.
- 但是,有些程序会两面吃,比如 vscode 运行时,"应用"栏有它,后台进程栏也有它!
  - "应用"栏会归并对当前程序窗口有影响的进程,没影响的叫做"守护进程"
  - 也就是说这些后台进程有他们的作用,但是这作用并不依赖于程序运行(比如说发光发热,对程序没影响,但这个进程有它存在的意义),它们就被归到后台进程去了.

线程

轮到线程了:
这个比较简单了,线程是进程内部的,如上图两个 aria2c 进程中,分别有一个和三个线程
一个进程至少一个线程.
- 不同线程之间共享同一个进程内的资源.
- 一个线程崩溃会牵连所有,整个进程会崩溃.
多线程主要为了提升性能
- 比如一个进程只有一个线程,那它只能同时靠一个 CPU 逻辑处理器处理
- 如果是多线程,比如 9 个线程,那么在 8 个逻辑处理器的 CPU 上,这个进程可以占有 8 个逻辑处理器的算力,提升运行速度
如果线程数大于 CPU 逻辑处理器数,其他的线程排队等待.

几核几线程

如上图,一个插槽对应一块结结实实的 CPU
- 这块 CPU 里面被划分出四个隔离的核心 -> 四核
- 每个核心,又可以分为两个逻辑处理器,一个逻辑处理器只能同时处理一个任务(线程) -> 八线程
- 上面八个线形图就是每个逻辑处理器的使用率
运行速度标的是每个核心(core)而非逻辑处理器(processor)的速度