所谓进程，第一能想到的就是应用程序。打开浏览器，这是一个进程，挂上QQ，这也是一个进程。很明显，这是能真实感受到的。
除了这些能看到的以外，在数据层面上，进程到底是什么形态？为什么需要进程？进程是怎样运行于计算机之上的？
在windows中，你肯定用过任务管理器，那里展现的就是一个个进程。
在Linux终端下输入ps命令也可以查看进程，这里所显示的都是进程的具体数据，例如进程ID、进程名、占用CPU百分比、进程创建和运行时间等。
依靠这种数据结构综合起来就是一个进程了。
看到这，是不是感觉进程很简单，其实也确实如此，在不深究细节的情况下，这就是进程含义的全部了。
接下来展开细节，刨析进程的全部，可能就没你想的那么简单了。
什么是进程
我们写的程序就是一个存储在硬盘上的文件，经过编译后生成二进制可执行文件。
当我们运行这个可执行文件，首先需要把它加载到内存中，紧接着CPU就开始执行程序中的指令。
而正在运行的程序，就被称为进程(Process)。
如果你学过面相对象语言，听起来是不是很耳熟，存储在硬盘的程序就像是面向对象里的「类」，而进程就像是这个类创建的「实例」，也就是对象。
那现在考虑一个实际场景，假设你正在下载文件，下载的文件是需要存储到磁盘的。而磁盘的IO操作是很慢的，它的速度和CPU的执行速度差了几个数量级。
此时你的CPU是空闲状态的，难道就干等着磁盘下载完吗，那CPU的利用率会很低。
而且在用户视角表现出来就是，我在下载文件，这时候我想听歌，但还要等待下载完才能运行音乐软件。
这样用户体验也太差了。
误区：你平常同时开着浏览器、挂着qq、听着音乐，久而久之你可能都习以为常了，认为CPU同时能执行这些程序。实际上单核CPU同一时间只能运行一个程序，只不过CPU会在这些程序之间来回切换，这个速度可以达到纳秒级，所以给你一种同时运行这些程序的错觉。
举个生活中的简单例子，你去把食物放进烤箱，接下来你总不会傻等吧，这段时间可以去干别的事情，听到烤箱的提示音了，再去打开烤箱。
而「去干别的事」对应着CPU进程切换。
「听到烤箱提示音」对应着CPU收到中断请求，请回来继续执行这个进程。
所以，当用户下载文件时，不需要等待下载完成，可以去执行另外的程序，而下载完成后CPU会收到中断，再接着执行这个进程。
早期的批处理系统，其实就是单进程系统，同一时间执行一个进程，执行完了就接着执行下一个。
起初计算机就是拿来做数学运算，可以这样一个一个执行，后面的进程可以忍受前面的进程运行时间，一个一个排队，反正最后你给我运算结果就行了。
现在不一样了，交互式系统很看重响应时间，用户才不管你CPU现在在运行什么。
你CPU正在运算别的数据，我用户发来一个听音乐的请求，你就必须马上给我响应，哪怕CPU在运算很重要的数据，都要先保存当前状态，可以理解为存档，再切换到音乐进程，等到用户不需要了，再返回刚才那个进程的“存档”。
所以多进程系统就此诞生，只有一个CPU？没关系，操作系统给进程营造了一种假象，每个进程都可以有自己的CPU。
对于支持多进程的系统，CPU会从一个进程切换到另一个进程，每个进程各运行几十毫秒。
虽然在微观上CPU在某个瞬间只能执行一个进程，但在宏观上，它在多个进程之间不断切换，速度非常快，这样就产生了进程并行的错觉。
实际上这不是并行，而是「并发」。
为什么需要进程
最一开始，是没有进程这个概念的。原因在于起初程序就是拿来做数学运算，输入一系列指令，运算，然后输出结果。
在这个过程中，这个程序是独占CPU的，后续有别的程序要运行的话，等这个程序运算完不就行了。
这个时期，程序在内存中是不「常驻」的，算完就清空内存，执行下一个程序。
而后来随着计算量的增大，程序也越来越多。发现程序在读取输入和打印输出的时候，其实CPU是空闲的，只有运算时CPU才运转。
而CPU在当时是很昂贵的，只有实验室和一些大学才有，当然要想办法提升CPU的利用率。
于是，在CPU等待进程1的输入或输出这个空闲时间，可以切换到进程2，这样CPU就一直保持运算状态。
这就是进程的雏形。
后来诞生了一些恶意程序，想独占CPU使用权，通过恶意代码修改其他程序，让其他程序放弃CPU使用权。达到永久运行恶意程序的目的。
然后操作系统的设计者很自然的想到了「隔离」，一个程序不允许非法访问其他程序，而进程能防止程序免受恶意程序的修改。进程就像是这个程序自己的领地。
进程是怎样运行的
进程状态：
经过上面的讨论我们可以发现，进程的活动规律就是「运行-暂停-运行」。
所以，一个进程的活动期间至少具备三种状态，即运行状态、就绪状态、阻塞状态。
各个状态含义：
- 运行状态(Running)：此时进程占用CPU
- 就绪状态(Ready)：此时进程可以被执行，但其他进程占用CPU，等待获取CPU使用权
- 阻塞状态(Blocked)：此时进程正在等待某一事件完成，例如输入/输出。即使给它CPU使用权，它也不能运行
此外还有两种状态，创建状态(new)和结束状态(exit)，对应着进程的创建&销毁。
进程的控制结构：
操作系统中使用进程控制块(process control block, PCB)这种数据结构来描述进程。
PCB存储的就是这个进程的所有信息，你可以理解为进程的个人资料。
具体包含为进程描述信息和进程控制信息，
进程描述信息：
- 进程标识符：每个进程都有唯一的标识，即进程的身份证号
- 用户标识符：这个进程属于哪个用户
进程控制信息：
- 进程的状态，比如running、ready、blocked等
- 进程优先级：进程获取CPU执行权的优先级
END
总的来说，进程就是对正在运行的程序的描述。
为了提升CPU利用率以及保证程序间的隔离，进程这个数据结构诞生了。
而CPU并发的执行进程，使得进程需要维护各种状态，以便在CPU上下文切换时可以准确无误。
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