进程
编写的代码知识存储在硬盘上的静态文件，通过编译生成二进制可执行文件，当可执行文件运行时，其会被装载进内存中，并交由 CPU 执行程序中的每一条指令，运行中的程序，就被称为「进程」。
当执行程序时，存在读取磁盘数据的情况，但是磁盘的读写速度非常慢（与 CPU 读写相比），在这个时候，如果 CPU 还在等待磁盘返回数据，那么 CPU 的利用率会非常低。
所以在进程要从磁盘读取数据时，CPU 不需要等待数据的返回，而是去执行其他的进程，而当磁盘返回数据时，向 CPU 发送中断，并继续执行这个进程。
多个程序、交替执行的思想，比如单核的 CPU 在某一时间，只能运行一个进程，但是在运行时会产生并行的错觉，实际上是并发。
进程的活动规律： 「运行 - 暂停 -运行」
并发与并行的区别
状态
一般来说，一个进程并不是自始至终连续不断运行的，它与并发执行中的其他进程是相互制约的。
所以一个进程在活动中至少具有三个状态：运行状态（Running）、就绪状态（Ready）、阻塞状态（Blocked）
此外，进程还有另外两只基本状态：创建状态（New）、结束状态（Exit）
另外还有一种挂起状态，表示进程没有占有物流内存空间，由于虚拟内存管理原因，进程所使用的空间可能没有映射到物理内存，而是在磁盘上，这时进程就会进入挂起状态，另外调用 Sleep 也会被挂起。
挂起状态可以分两种：
阻塞挂起状态：进程在磁盘并等待某个事件的出现
就绪挂起状态：进程在磁盘，但只要进入内存，立即就可执行
加上挂起状态的两种，就有了七种状态变迁：
控制结构
使用进程控制块（process control block, PCB）数据结构来描述进程。PCB 是进程存在的唯一标识，如果进程消失，则 PCB 也随之消失。
PCB 具体包含信息
进程描述信息：
进程标识符：标识各个进程，每个进程都有一个唯一的标识
用户标识符：进程归属用户，用户标识符主要为共享和保护服务
进程控制和管理信息：
进程当前状态，如 new、ready、running、waiting、blocked 等
进程优先级：进程抢占 CPU 时的优先级
资源分配清单：
内存地址空间、虚拟地址空间信息，所打开文件的列表和所使用的 I/O 设备信息
CPU 相关信息：
CPU 中各个寄存器的值，当进程被切换时，CPU 的状态信息会保存在相应 PCB 中，以便进程重新执行时，能从断点继续执行
PCB 的组织方式
通常使用链表，把具有相同状态的进程链在一起，组成各种队列。
除了链接的组织方式，还有索引方式：将同一个状态的进程组织在一个索引表中，索引表项指向相应的 PCB，不同状态对应不同索引表。
一般还会选择链表，因为可能面临进程创建、销毁等调度导致进程状态发生变化，所以链表能够更加灵活的插入和删除。
控制
进程的创建、终止、阻塞、唤醒过程，也就是进程的控制。
创建进程
操作系统允许一个进程创建另一个进程，且允许子进程继承父进程所拥有的资源，当子进程终止时，会向父进程归还其继承的资源。同时，终止父进程也会终止其所有子进程。
创建过程：
分配唯一进程标识号，申请空白 PCB。（PCB 是有限的，若申请失败则创建失败）
为进程分配资源（若资源不足，则进入等待状态，等待资源）
初始化 PCB
如果进程的调度队列能够接纳新进程，那么将进程插入到就绪队列，等待被调度运行
终止进程
有三种方式可以终止进程：正常结束、异常结束、外界干预（信号 kill 掉）。
终止过程：
查找需要终止进程的 PCB
如果处于执行状态，则立即终止该进程的执行，将 CPU 资源分配给其他进程
如果有子进程，则终止其所有子进程
将该进程所拥有的全部资源都归还给父进程或操作系统
将 PCB 中所在队列中删除
阻塞进程
当进程需要等待某一事件完成时，它可以使用阻塞语句把自己阻塞等待。而一旦被阻塞等待，它只能由另一个进程唤醒。
阻塞过程：
查找将要被阻塞进程的 PCB
如果该进程为运行状态，则保护现场，将其状态转为阻塞状态，停止运行
将该 PCB 插入阻塞队列
唤醒进程
阻塞状态的进程由于必须等待某一事件的完成，所以决不能自己叫醒自己，需要别的进程发消息给他才行。
唤醒过程：
在该事件的阻塞队列中找到相应进程的 PCB
将其从阻塞队列中移出，并置其状态为就绪状态
将该 PCB 插入到就绪队列，等待调度程序调度
上下文切换
各个进程之间是共享 CPU 资源的，一个进程切换到另一个进程运行，称之为进程的上下文切换。
进程的上下文切换
进程是由内核管理和调度的，所以进程的切换只能发生在内核态。
进程的上下文切换不仅包含了虚拟内存、栈、全局变量等用户空间的资源，还包括了内核堆栈、寄存器等内核空间资源。
通常交换的信息会保存在进程的 PCB，当运行另一个进程时，会从其 PCB 取出上下文，使得进程继续执行。
进程的上下文切换是有开销的，所以我们希望它的开销越小越好。
发生进程切换的场景
为了保证进程公平调度，CPU 时间被划分成时间片，将时间片轮流分配给各个进程。当进程的时间片耗尽，就会发生进程上下文切换
进程在系统资源不足时（如内存资源），需要等待资源，这是发生进程上下文切换，调度其他进程运行
进程通过
Sleep主动挂起，进程重新调度发生硬件中断时，CPU 上的进程会被中断挂起，转而执行内核的中断程序服务
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