操作系统学习：进程线程与协程

进程VS线程

定义上：

1. 进程是操作系统分配资源的基本单位
2. 线程是任务调度和执行的基本单位

上下文切换：

1. 进程需要切换CPU上下文和页表

   页表是虚拟内存到物理内存的映射表，保证进程间内存隔离和高效内存管理的核心数据结构。

2. 线程只需要切换CPU上下文

资源共享上：

1. 进程之间不共享资源，是互相隔离的
2. 一个进程内的线程共享资源

安全性上：

1. 一个进程挂掉不会影响其他进程
2. 一个进程内的线程挂掉会导致进程挂掉

为什么需要线程

进程是分配资源的基本单位，如果需要一个视频播放器软件，需要获取视频文件，解压编码，播放三个功能，如果用单进程实现，会导致不连贯；多进程实现又浪费资源，所以需要一种能共享资源同时可以并发的实体，也就是线程

1. 线程并发能力强
2. 切换开销比进程小，只需要cpu切换上下文即可
3. 通信方便，因为可以共享内存

僵尸进程；孤儿进程；守护进程的区别

1. 僵尸进程：儿子死了，爸爸没收尸，儿子就成了僵尸
   子进程退出，但是父进程没有调用wait或waitpid挥手，就会导致死亡的进程仍然存在系统进程表里
   危害：占用进程号
2. 孤儿进程：爸爸没了。
   某个进程的父进程先结束，系统会扫描子进程是否存在，如果有就用init进程调用wait回收。
   对系统无危害
3. 守护进程：运行在后台的特殊进程，独立于控制终端，周期性地处理事件

写时复制

一个进程fork出子进程的时候，子进程的页表记录还是指向父进程，两者共享内存物理空间

不过如果父进程或者子进程发生写操作，就会触发写保护中断，进行物理内存的复制，然后修改页表的映射

协程

原本线程里的代码跑是需要三部分的

1. 函数调用栈
2. 函数执行，入栈，返回，出栈
3. 操作系统恢复线程，同时保存/恢复线程上下文

协程就是自己用别的方式手动控制模拟出来，比如python里的yeild关键字

所以不需要用户态到内核态到切换，节省了很多资源开销

协程本身是协作式的，协程自身让出执行权，而不是被操作系统调控，减少了开销