一.操作系统的性质与作用
操作系统是一个软件，由代码构成程序
- 主要职责是管理各种硬件设备
- 给其他软件提供稳定的运行环境
由于一个电脑有许多硬件，每种硬件都有许多不同厂商，各自硬件如何在电脑上正确无误使用就依赖于操作系统，由操作系统管理不同硬件设备并提供给软件统一的api
二.进程/任务（Process/Task）
进程就是操作系统提供的一种 "软件资源"，是进行系统资源分配的基本单位，每个进程都需要消耗一定的硬件资源
一次仅能运行一个进程的操作系统称为单任务操作系统，许久以前的设备，一次性只能运行程序，例如古早的手机如果想使用QQ只能在前台打开才可接受信息，切出QQ到别的程序QQ无法接受信息
能运行多个程序的称为多任务操作系统，例如如今的手机，电脑，手机可以在后台挂QQ微信，甚至游戏，电脑更为直观，打开任务管理器即可看到许多进程
进程如何管理（以Linux为例）
1,描述
使用，结构体/类，这样的方式罗列出进程的属性，操作系统一般由C/C++实现，没有Java写的操作系统 ，一般使用的是结构体
该结构体称为PCB（Process Control Block）
c
struck task_struct{...}2,组织
运用数据结构将许多结构体/对象，串到一起
Linux中使用链表结构串联许多个结构体
我们使用的任务管理器就是对链表信息的遍历，打印，删除...
三.PCB的核心属性
1)pid
进程的身份标识，系统会保证，同一时刻，同一机器上，每个进程的pid是唯一的，因此后续对进程进行操作常常依靠pid作为标识
2)内存指针
内存是进程运行中消耗的重要资源，每个进程都需要对系统发送申请后才由系统给进程分配资源。
内存指针即描述了该进程可使用的内存（包括该部分内存哪部分是指令，哪部分是数据）
3)文件描述符表
描述进程所涉及的 硬盘 相关资源
进程常常需要访问硬盘， 操作系统把上面提到的各种资源（文件、设备、管道、套接字等）都抽象成了"文件" 。对进程来说，操作键盘输入、硬盘文件、网络连接，都可以用一套相似的"读文件"、"写文件"的接口。
4)状态
描述某个程序是否能到（是否合适）CPU上执行
分为:
就绪状态，随时可到CPU上执行
阻塞状态，例如进程在等待IO（等待与挂起），此时如果将程序放到CPU上执行，由于用户的IO时机不确定，即使在CPU上程序依旧无法继续进行，浪费了CPU资源，因此不适合此时到CPU上执行，因此划分为阻塞状态
4)优先级
结合下文四.进程对CPU的消耗观看
多个进程间每个进程在CPU上执行的时间不是平均的，有的进程执行时间片较其他的多，就表示了该进程的优先级较高
5)记账信息
每个进程占据了多少CPU时间会被进行统计，称为记账信息，用于避免某个进程完全无CPU资源分配，根据记账信息来调整CPU分配时间片的策略
上下文
进程上下文就是操作系统给每个进程进行的"游戏存档"。
当需要换另一个进程运行时，操作系统就进行对当前进程的存档，然后加载下一个进程的读档。
这样，每个进程被切换回来时（重新对该程序读档），都能精确恢复到它上次被暂停的地方，就像什么都没发生过一样。这是实现多任务（同时"运行"多个程序）的基础。
四.进程对CPU的消耗
CPU每个逻辑核心，同一时刻，仅能执行一个进程，因此为了实现多任务进程，将运用分时复用（并发）机制
以单核为例，单核CPU上，
把连续的时间轴划分成一个个非常小、长度固定的时间间隔，称为 "时间片"。
轮流分配： 操作系统按照特定的规则（如轮询、优先级），将每个时间片依次分配给不同的进程
快速切换： 资源在不同使用者之间快速切换。当一个进程的时间片用完，无论它是否完成任务，资源都会被强制收回并分配给下一个等待的进程。
宏观并发： 由于时间片非常短（毫秒甚至微秒级），切换速度极快，从用户或宏观角度看，多个进程就像在"同时"进行
五.内存管理
核心结论：进程独立性，每个进程的内存是彼此独立，互不干扰的
为了维护系统的稳定性（防止一个进程的崩溃影响其他进程），通常情况下一个进程无法访问另一个进程的内存。
进程间通信
虽然进程具有独立性，但是无法避免的，会有多个点进程相互配合完成的工作。
有许多方法可进行进程间通信，所有方法本质上都是通过创建某种形式的"公共访问区域"，让不同进程能通过该区域交换数据或状态
Java程序员主要使用的进程间通信方式是网络，网络支持不仅支持同一主机不同进程的交换，还支持不同主机的不同进程间交互
后端常常是一组服务器间进行通信