一、初步认识进程

课本概念：程序执行的实例，正在执行的程序；
内核观点：担当分配系统资源（内存，CPU，）的实体。

类比一个程序本身是存在于硬盘上，当开始加载运行时就是为了完成某些任务。而为了完成这个任务，就需要系统给它提供足够的资源（CPU，内存等）。而这一整个的过程就称为进程。所以说，进程是担当系统资源分配的实体，并且具有动态性。
如在电脑上双击QQ.exe进行运行qq，就可以在任务管理中看到一个qq的进程。

二、操作系统对进程的管理

1.描述

操作系统使用一个 task struct结构（可以理解为Java中的类，只不过此处用来描述进程的类只有类成员变量，而没有类方法）来对进程进行描述。
task struct 对进程的描述：

进程id： PID
进程的内存指针：描述了进程所持有的内存资源是哪些范围（如程序的代码和数据在哪里）。
进程优先级：CPU优先调度优先级高的进程。
进程的上下文：进程在执行一段时间之后，要被CPU给调度下去转而执行另一个进程，这个被调度下去的进程就要记录本次被执行的状态，记录的内容是寄存器中的一些值，记录的目的是下次被调度执行时，能够接着上次执行的进度接着往下执行。类似于游戏的存档。
进程的记账信息：记录了各个进程执行状态的统计信息，统计各个进程在CPU上执行了多久，被调度了多少次，为以后的调度做出参考。
进程的状态：
1、就绪：进程处于可执行状态，只不过目前还没有被CPU时间片轮转到，此时的进程就处于就绪状态。
2、运行：进程处于可运行状态，并且此时CPU的时间片轮转到该进程，进程正在执行代码，则该进程就处于运行状态。
3、阻塞：进程不具备运行条件，正在等待其他的事件完成。例如一段程序运行到某一部分时，需要获取从控制台输入的参数，此时，这个程序的进程就处于阻塞状态，等获取到输入的参数之后，程序才接着往下执行。

进程状态会对进程的调度产生影响，而进程的上下文仅仅只是记录进程执行的信息，不会影响进程的调度。

2.组织

在操作系统中使用双向链表的数据结构来组织进程，在任务管理器中看到的各种进程信息，就相当于是操作系统遍历了存储进程的双向链表。当创建一个进程的时候本质上就是在链表中插入了一个节点。而当一个进程结束之后本质上就是从双向链表中把这个进程对应的节点进行了删除。

3.时间片

现在的操作系统都是支持多任务的操作系统，也就是说操作系统可以同时运行多个任务。操作系统内核负责对进程的调度。操作系统使用时间片轮转的抢占式的方式来进行调度任务，每个任务执行一小段时间之后就会被强制暂停，CPU转而去执行另一个任务。任务执行的这一小段时间就是时间片，任务暂停的这段时间就处于就绪状态，等待下一个时间片的到来再接着往下执行。由于时间片非常短，CPU的切换速度非常快，从宏观上看，就像是多个任务在同时执行，这就是“并发”。

4.并发与并行

并发：多个进程在同一个CPU上采用时间片轮转的方式进行执行，在一段时间内多个进程都得到推进，称为并发。
并行：多个任务分别在多个CPU上同时进行运行，称为并行。
例如，张三去银行办理业务，此时银行只有一位工作人员为客户办理业务，而客户又很多，工作人员让张三先去填一张表。张三在填表的过程中，工作人员接待其他的客户，也让其他客户去填写办理业务的表格。一段时间之后张三填完表格交个工作人员之后，工作人员又叫张三去填第二张表才能办理业务，张三又去填写第二张表，此时其他填完第一张表的客户找到工作人员后，也被告知去填写第二张表。这样大家的办理业务的进度都在往前推进，这就是类似并发。
而银行的工作人员很多，甚至比客户都多，此时工作人员就是一对一的为客户进行办理业务，这就是类似并行。