程序的執行過程（進程）知識點！領走不謝~
1. 程序間的聊天
我們這些執行 程序都安安靜靜地躺在 硬盤的某個角落中，滿心期待地等待被主人使用，被操作系統裝載，然後進入內存工作，確切地說：被 CPU阿甘執行。進入內存是我們的使命，如果只是在硬盤上待著，那我們就是一堆二進制的代碼而已，除了佔用硬盤的空間，沒有什麼作用。
但是主人似乎特別鍾情於其中的幾個程序，像什麼瀏覽器、 QQ、Word、 播放器， 80%以上的時間都耗在他們上面執行。像我這樣的小工具calculator，默默無聞也無人問津， 除了躺在硬盤裡睡大覺，就是和同一目錄下的helloworld聊天。helloworld也很悲催，自從主人把它創建出來，只運行過一次，在屏幕上輸出一個 hello world !以後就再也沒人搭理了。可是我更悲催， 連一次運行的機會都沒有，我曾經好奇地問helloworld ，在內存中執行到底是什麼感覺，這個糊塗蛋竟然說：“木有感覺，代碼很快就運行完了，我這個程序就退出了”。我又去找同一目錄下的game老兄， 他多次進入內存運行，見多識廣。
“我自己是一名從事了10年的老程序員，辭職目前在做講師，今年年初我花了一個月整理了一份最適合2019年學習Java自學乾貨，從最基礎的到深入的都有整理，送給每一位編程小夥伴，這裡是小白聚集地，歡迎初學和進階中的小夥伴。"文末有領取方式~
沒想到game憤憤然地說： “我告訴你啊，你要想進入內存執行，必須得通過操作系統來裝載，但是操作系統他就是個大騙子！”。
calculator問“為什麼啊？”。 game老兄回答說：
• “第一，他和ＣＰＵ阿甘狼狽為奸，營造了一個假象，讓我們以為每個程序都可以使用３ＧB的巨大內存空間，但實際上那只是
虛擬的！我們使用的內存實際上少得可憐！”
• “第二，他不是把你這個程序一下子全部裝入物理內存，而是把你大卸八塊，用他的術語講，叫做頁面（page) ，然後分頁按需
裝入內存， 注意，他不是連續裝入的，有時候先裝入這一塊，有時候先裝入那一塊， 最後你都不知道自己身體的各個部位在內存
的什麼地方，絕對是痛不欲生。 ”
• “第三，你以為在運行時獨佔CPU，別做夢了，操作系統通過分配時間片的方式，讓我們這些程序，不，準確的來講是 進程來輪
轉執行，再加上一點進程調度的算法， 時不時地把你踢出CPU。由於各個進程切換得非常快，給人類形成了一個假象，好像各個
程序在同時執行一樣。你說他是不是個大騙子？ ”
2. 程序裝載
偉大的一天終於來臨了。主人在命令行窗口敲入了 calculator，正在磁盤睡大覺的我立刻被裝載器(loader)喚醒，他說他是操作系統派來的， 要幫我到內存去執行。我滿心歡喜，等待裝載器把我裝入內存，可是等了半天，什麼也沒有發生， 我不由得問他：哥們，難道不是讓我進入內存運行嗎？裝載器說： “急什麼，看你那沒見過世面的樣子，不知道我正在
為你在系統登記信息和創建虛擬地址空間嗎？ ”。果然如此 ！要給我建立一個虛擬的空間了 ，好吧，既來之則安之。“你是不是忙著把我的代碼和數據都複製到這個虛擬地址空間中來啊？” 我故意問道。“真夠無知的，這是虛擬地址空間，不是實際內存，怎麼可能放代碼和數據？” 這個裝載器脾氣很大。我以為這個裝載器至少會把我的代碼裝載到物理內存，然後在虛擬內存和物理內存直接建立映射。於是耐心等待。但是這個裝載器卻並沒有這麼做， 實際上他除了讀取我的一些Header信息之外，根本沒有把我的數據Copy到物理內存去，他到底要做什麼？我質問道：“你不把我的代碼裝載到物理內存中，我怎麼運行？ ”他說： “放心吧，我已經用一個數據結構 （頁表）把你的代碼/數據在硬盤的位置已經記錄下來了，等到真正運行的時候會被裝載的。” 說著他甩給我一張圖： “看到了頁表了嗎，綠色的表示已經裝入內存， 黃色的表示還在磁盤上， 初始狀態下，全是黃色的，就像你一樣。”這個大脾氣的裝載器把活幹完了 ，大大咧咧地從我的代碼中找到了程序的入口點地址（假設是0x080480c0），他說等到進 進程執行的時候就從這裡開始，讀取第一條指令。
3. 程序運行
我意識到自己雖然還躺在硬盤裡， 但是 操作系統老大已經為我建立了一個 進程了，這個進程有一套自己的虛擬地址、一個
進程控制塊、頁表等“高級”的數據結構，可以準備運行了。果然， 不久以後， 操作系統調度了我這個進程來運行，就從裝載器返回的程序入口點0x080480c0開始。老大命令CPU阿甘去0x080480c0處取出指令來執行， 但這是一個虛擬地址，必須轉化成物理地址才行。於是阿甘就去查看頁表，試圖把它變成物理內存的地址， 可是這個頁表指向的是硬盤中的地址， CPU阿甘立刻報告：“老大，這是個新傢伙，它的代碼還在硬盤上呢！”“好的，馬上啟動缺頁異常處理程序！ ” 看來老大已經司空見慣了。缺頁異常處理程序開始執行， 根據頁表中的地址又在硬盤中找到了我， 我配合著讓他把代碼取走。人生的第一次， 我的代碼終於被讀入了內存當中，當然，阿甘也得把頁表給修改一下，這樣才能反映已經數據已經進入內存了。現在可以讀取虛擬地址0x080480c0處的內容了， 通過頁表的翻譯，定位到了物理內存的地址，取出了指令，終於可以執行了 ！隨著指令的執行，越來越多的數據和代碼被裝載到物理內存，果然如game所言，我被大卸八塊安插到物理內存的不同位置去了。但是game老兄說的也不對，那其實並不是我，只是我的一個化身而已。 這個化身是一個正在運行的進程，CPU阿甘不停地讀數據、寫數據。 時間片到了，就把這個進程給掛起，過一會兒再運行。最後，進程結束，內存中的數據會被清理、覆蓋，但是我還是我，玩好無損地躺在硬盤上。經歷了這一次的運行，我算是明白了，操作系統確實是個大騙子，但是他其實也很不容易，資源很有限，內存就那麼大，CPU阿甘只有一個，程序又那麼多，為了讓更多的程序運行，更有效地利用內存和CPU， 也只能施展一點騙術了。
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