【Linux】进程（3）：运行，阻塞，挂起

大家好，我是苏貝，本篇博客带大家了解Linux进程（3），如果你觉得我写的还不错的话，可以给我一个赞👍吗，感谢❤️

（A）运行（R）

下面的内容不是Linux调度的方法，是操作系统教材调度算法的一种。 因为这种调度算法比较简单，所以我们先了解这种

运行进程一定是在CPU里运行的，所以有一个CPU

运行进程时，要将自己的代码和数据从磁盘加载到内存中，操作系统为管理进程，会在内部为每个进程创建对应的内核数据结构task_struct，task_struct能够找到对应的代码和数据。
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为了方便操作系统对进程的管理，管理进程变成了对链表（每个结点都是一个进程的task_struct）的增删查改。
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新增一个进程就是将新进程的代码和数据加载到内存，再由操作系统提供对应的task_struct，再将task_struct连接到队列中
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删除一个进程就是根据pid找到对应的进程，释放掉进程的task_struct和内存里的代码和数据的空间，再将链表重新链接起来

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每个CPU都要维护一个运行队列。运行队列本身也是一个结构体
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所以进程要运行，首先要将进程放入运行队列当中
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往后CPU要调度一个进程，只要找到它对应的运行队列，将队列头部的进程的代码和数据加载到CPU里的寄存器中。严格意义上来讲，只要进程被放入CPU上，进程的状态就是R
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但是很多操作系统的教材上会说：只要进程在运行队列中，进程的状态就是R。这里的R表示进程已经准备好了，可以随时被调度了。但在Linux中，并没有already状态（就绪状态），所以我们可以把就绪状态和运行状态压缩成一个状态。但如果实在要将这两个状态分开来的话，那么可以理解为只有在CPU上跑的是运行状态，在运行队列里的就是就绪状态

进程切换

一个进程一旦持有CPU，会一直运行到这个进程结束吗？不会，因为存在时间片轮转调度算法，该算法是基于时间片进行轮转调度的，核心思想是将CPU时间分成固定大小的时间片，每个进程在一个时间片内执行，如果时间片用尽而进程未完成，那么该进程就会被放到就绪队列的末尾，等待下一次轮到它执行。这种方式可以保证每个进程都有机会在CPU上执行，避免了某个进程长时间独占CPU的情况，提高了系统的公平性。

比如进程a是个死循环，时间片是2毫秒，那么2毫秒之后，操作系统会直接将进程a从CPU上剥离下来，重新列入运行队列的尾部，让下一个进程b进行我们的调度
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这就是为什么哪怕我们电脑只有一个CPU，我们同时开着QQ，微信和网易云，如果QQ死循环了，微信和网易云还能正常使用的原因

并发：让多个进程以切换的方式进行调度，在一个时间段内同时得以推进代码

如果1个计算机里有2个CPU，那么它们分别维护一个运行队列。也就是说，这2个CPU可以同时调度不同的程序
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并行：任何时刻，都同时有多个进程在真的同时运行

现在我的电脑只有一个CPU（CPU内部会有非常多的寄存器，如：eax，eip，CR0~CR4等等），存在进程1和进程2
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CPU先调度进程1，此时CPU的寄存器中会保存进程1的临时数据。但是在时间片内，进程1还没有执行完成，要从CPU上剥离，这时CPU会将寄存器内的临时数据存入进程的task_struct中，CPU的寄存器内的临时数据也叫进程的上下文，即将上下文数据存入task_struct中。等到再次被CPU调度时，CPU就会从上一次执行结束的位置开始执行。
再调度进程2，过程同上

进程在切换，最重要的一件事情：上下文数据的保护（CPU将寄存器中的临时文件存入task_struct）和恢复（上下文数据存入寄存器中）

CPU内的寄存器本身是硬件，具有数据的储存能力，CPU的寄存器硬件只有一套。
CPU内部的数据可以有多套，有几个进程，就有几套和该进程对应的上下文数据

拓展：
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