操作系统：用户态和内核态，linux一切皆文件，进程线程切换

2024-06-17 06:46| 来源: 网络整理| 查看: 265

总结 1.用户态和内核态什么是用户态，什么是内核态用户态到内核态的切换 2. linux一切皆文件linux文件目录结构linux一切皆文件 3. 进程切换，与线程切换的开销为什么线程切换的开销小于进程切换的开销。

1.用户态和内核态什么是用户态，什么是内核态

用户态：用户态就是提供应用程序运行的空间内核态：内核态就是操作系统运行的空间，控制计算机的硬件资源，例如，分配cpu资源，分配内存资源。

用户态到内核态的切换系统调用：例如一个进程想要读取文件的时候，用户进程会调用open，read，write等，进行系统调用（软中断），切换到内核态，CPU执行IO指令，因为当前进程需要等待IO数据，所以阻塞，CPU转而执行其他进程；当IO设备读取操作完成后，即文件从磁盘加载到了内核缓存空间，IO设备会发出一个中断信号，然后CPU从用户态切换到内核态，处理该中断，把内核缓存空间的数据复制到用户的缓存空间，最后切换回用户态。用户进程此时就拿到了数据。例如为一个进程分配内存时，mmap（）系统调用。（系统调用其实就是一个软中断）中断：当外设完成用户的请求时，会向CPU发送中断信号异常：如果当前进程运行在用户态，如果这个时候发生了异常事件，就会触发切换。例如：缺页异常。 2. linux一切皆文件 linux文件目录结构

和 Windows 系统不同，Linux 系统没有 C 盘、D 盘、E 盘那么多的盘符，只有一个根目录（/），所有的文件（资源）都存储在以根目录（/）为树根的树形目录结构中。

linux一切皆文件

除了通常意义上的文件，linux中用于网络通信的socket，硬件设备也被抽象为文件，

好处：是Linux只需要一套API就可以执行大部分操作，比如所有的读操作，（不论是读普通文件，还是读socket，读pipe管道文件）都可以使用read（）函数进行。

坏处：是linux使用外部的硬件设备时，需要挂载，将硬件设备的文件目录与linux的文件目录连接在一起

3. 进程切换，与线程切换的开销为什么线程切换的开销小于进程切换的开销。

他两都需要进行上下文的切换最主要的一个区别在于进程切换涉及虚拟地址空间的切换而线程不会。因为每个进程都有自己的虚拟地址空间，而线程是共享所在进程的虚拟地址空间的，因此同一个进程中的线程进行线程切换时不涉及虚拟地址空间的转换

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