手机是如何实现多个应用程序同时运行的？

想要理解这个问题，我们要先了解一下操作系统以及进程相关的知识：

操作系统的功能有很多，

例如：

进程管理（Process Management）：
- 功能：创建和终止进程，进程调度，进程同步与通信，进程状态管理。
- 作用：确保CPU资源被有效利用，实现多任务处理。
内存管理（Memory Management）：
- 功能：内存分配与释放，内存保护，虚拟内存管理（分页和分段），内存交换。
- 作用：保证进程之间的内存隔离和高效利用系统内存。
文件系统管理（File System Management）：
- 功能：文件和目录的创建、删除，文件读写和访问控制，存储设备的管理。
- 作用：提供一个方便和高效的文件存储和访问机制。
设备管理（Device Management）：
- 功能：设备驱动程序管理，设备分配与回收，I/O设备的访问控制。
- 作用：实现对各种硬件设备的控制和管理，为用户和应用程序提供一致的设备访问接口。

注意：

操作系统不会直接操作硬件设备，而是通过硬件厂商提供的驱动程序间接操作硬件设备！

操作系统的功能还有很多，这里就不细说了，不过大致可以概括为：

1.高效使用和管理硬件设备。

2.为程序提供一个高效、安全的运行环境。

一、什么是进程？

大家都知道后缀为.exe的是一个应用程序。

如果不启动它，实际上就是硬盘上的一个文件。

如果启动这个程序，那么他就是一个进程（或者多个）:

进程具有一些关键特性，比如：

独立性：每个进程有自己独立的地址空间，不同进程之间的地址空间是隔离的。这意味着一个进程不能直接访问另一个进程的内存区域，提供了进程间的隔离性和安全性。

资源拥有者：进程拥有自己的一组资源，例如打开的文件、网络连接、CPU时间片和内存区域。这些资源是进程独立运行所必需的。

状态信息：进程有自己的状态信息，包括寄存器状态、程序计数器、堆栈指针等。这些状态信息使得进程在被中断时能够被暂停和恢复，从而实现多任务处理。

进程的状态有很多种，比如：

正常情况下，ABC随叫随到。

此时，ABC的状态就是——“就绪状态”

又比如：

ABC这个月要出差没有时间，不能“随叫随到”

这是，ABC成为——“等待状态”

例如一个程序，进行硬盘IO（需要读取数据才能运行）

二、什么是PCB？

当今的操作系统都是“多任务系统”——支持运行多个进程。

比如说:

Windows系列、Unix系列、Linux系列、OSX系列、Android系列、iOS系列、鸿蒙等等。

当系统运行的进程多了，就需要对进程进行有效的管理，而管理的核心就是：

PCB（Process Control Block，进程控制块）——操作系统用来存储进程信息的重要数据结构。

可以把PCB简单的理解成一个结构体，对就是C语言中学过的结构体。

每一个进程都有一个对应的结构体，存储关于进程的信息。

这些结构体，串联成一个链表（实际上不止是一个链表，而是一个很复杂的数据结构）

创建一个新的进程（双击exe文件），就创建一个节点，插入链表

销毁进程，就遍历这个链表，找到对应节点，然后删除。

那么PCB里面存储了那些信息呢？

这里列举了一些比较重要的信息（一定要掌握）：

1. 进程标识信息

进程ID (PID，Process identifier，进程标识符): 每个进程都有一个唯一的进程标识符，用于区分不同的进程。

2. 内存指针（一组）

描述进程以来的指令和数据在内存的那个区域
操作系统运行exe，就会读取exe中的指令和数据，加载到内存中。

3. 进程调度信息

进程的状态: 记录进程的当前状态（如刚才所讲的就绪、等待、运行等）。
进程的优先级: 用于进程调度，决定那个进程先执行，那个进程后执行。
进程的上下文: 很好理解，一个进程暂时停止时，需要记录好当前的运行信息，以便于下一次快速运行此进程。
进程的会计信息：用于优化资源管理，操作系统可以通过会计信息，查看进程的资源占用情况，优化进程调度方式，防止资源滥用，导致某一个进程运行崩溃（程序崩溃）。

4. 资源分配信息

打开的文件列表: 记录进程当前打开的文件及其相关信息。
I/O设备信息: 记录进程使用的输入输出设备信息。