linux的kernel内核外是系统调用,系统调用外是shell、库函数,而应用程序则在最外层
—>内核态: CPU可以访问内存所有数据, 包括外围设备, 例如硬盘, 网卡. CPU也可以将自己从一个程序切换到另一个程序 —>用户态: 只能受限的访问内存, 且不允许访问外围设备. 占用CPU的能力被剥夺, CPU资源可以被其他程序获取
Linux 按照特权等级,把进程的运行空间分为内核空间和用户空间,一次系统调用可以实现用户态和内核态的切换
大家好,我是谢顶道人老李,多日不写文字显得颇为生疏、显得颇为江郎才尽、显得颇为文案匮乏。
啥是内核态呢,内核态就是 linux 内核,用户态则是用户进程中的某个线程,即 io 操作其实就是内核态和用户态的切换。
vmstat是一个很全面的性能分析工具,可以观察到系统的进程状态、虚拟内存使用、磁盘的IO、中断、上下文切换、CPU使用等情况。在操作系统性能分析中,能100%理解vmstat输出的含义并灵活应用,是性能分析必备的基本能力。
内核从本质上看是一种软件——控制计算机的硬件资源,并提供上层应用程序运行的环境。用户态即上层应用程序的活动空间,应用程序的执行必须依托于内核提供的资源,包括CPU资源、存储资源、I/O资源等。
java的线程是映射到操作系统原生线程之上的,如果要阻塞或唤醒一个线程就需要操作系统介入,需要在户态与核心态之间切换,这种切换会消耗大量的系统资源,因为用户态与内核态都有各自专用的内存空间,专用的寄存器等,用户态切换至内核态需要传递给许多变量、参数给内核,内核也需要保护好用户态在切换时的一些寄存器值、变量等,以便内核态调用结束后切换回用户态继续工作。
而且这个问题还关联到了我们后面要学习的多线程、I/O 模型、网络优化等。 所以这是一道很不错的面试题目,它不是简单考某个概念,而是通过让求职者比较两种东西,从而考察你对知识整体的认知和理解。
进程是操作系统分配资源(CPU、内存、文件)、调度任务和执行的一个基本单位。它拥有独立的内存空间、已分配的资源和独立的执行上下文。 线程是CPU调度的基本单位,同一进程内的线程共享了进程的资源和内存空间。
操作系统属于软件范畴,负责管理系统的硬件资源。OS具备的功能:1.为应用程序提供执行环境。2.为多用户和应用程序管理计算机的硬件资源。3.虚拟化功能。4.支持并发。
当调用一次 channel.read 或 stream.read 后,会切换至操作系统内核态来完成真正数据读取,而读取又分为两个阶段,分别为:
JDK源码中很多Native方法,特别是多线程、NIO部分,很多功能需要操作系统功能支持,作为Java程序员,如果要理解和掌握多线程和NIO等原理,就需要对操作系统的原理有所了解。
铺垫 在Java SE 1.5之前,多线程并发中,synchronized一直都是一个元老级关键字,而且给人的一贯印象就是一个比较重的锁。 为此,在Java SE 1.6之后,这个关键字被做了很多的优化,从而让以往的“重量级锁”变得不再那么重。 synchronized主要有两种使用方法,一种是代码块,一种关键字写在方法上。 这两种用法底层究竟是怎么实现的呢?在1.6之前是怎么实现的呢? 字节码实现原理 在java语言中存在两种内建的synchronized语法:1、synchronized语句;2、s
最近越来越认为,在讲解技术相关问题时,大白话固然很重要,通俗易懂,让人有想读下去的欲望。但几乎所有的事,都有两面性,在看到其带来好处时,不妨想想是否也引入了不好的地方。
关于Java网络编程中的同步IO和异步IO的区别及原理的文章非常的多,具体来说主要还是在讨论Java BIO和Java NIO这两者,而关于Java AIO的文章就少之又少了(即使用也只是介绍了一下概念和代码示例)。
https://www.cnblogs.com/poloyy/category/1806772.html
关于内核态和用户态我们在 了解操作系统的那些事儿,从这篇文章开始 这篇文章中已经详细介绍过,这里不再过多赘述。
关于Java BIO、NIO、AIO的区别和原理,这样的文章非常的多的,但主要还是在BIO和NIO这两者之间讨论,而关于AIO这样的文章就少之又少了,很多只是介绍了一下概念和代码示例。
Linux系统中的load average是SRE工程师经常关注的指标,也是SRE工程师在面试时候经常会被问到的问题,大家用它来判断CPU的工作负载,一般这个值如果是CPU核心数的多倍时,我们就认为CPU负载很高,需要处理,这样的认识对吗?
01 用户态和内核态 Linux整个体系分为用户态和内核态(或者叫用户空间和内核空间), 那内核态究竟是什么呢? 本质上我们所说的内核态, 它是一种特殊的软件程序,特殊在哪?统筹计算机的硬件资源,例如
在 Linux 操作系统中,进程的运行空间被划分为内核空间和用户空间,这种划分是为了保护系统的稳定性和安全性。这两个空间对应着 CPU 的特权等级,分别为 Ring 0(内核态)和 Ring 3(用户态)。本文将深入介绍这两个空间的概念、特权等级的含义以及它们之间的切换机制。
前言:tomcat一度是web容器的标准,但是tomcat的并发量却只有200-400之间,即使现在有了aio模式,也没有提升太多。所以现在大部分都是使用netty作为高性能服务器框架,在dubbo,
本文主要讨论在高实时要求、高效能计算、DPDK等领域,Linux如何让某一个线程排他性独占CPU;独占CPU涉及的线程、中断隔离原理;以及如何在排他性独占的情况下,甚至让系统的timer tick也不打断独占任务,从而实现最低的延迟抖动。
线程同步可以说在日常开发中是用的很多,但对于其内部如何实现的,一般人可能知道的并不多。本篇文章将从如何实现简单的锁开始,介绍linux中的锁实现futex的优点及原理。
当发生用户态到内核态的切换时,会发生如下过程(本质上是从“用户程序”切换到“内核程序”)
大家周末好,今天给大家继续分享linux内核学习。上次讲解到linux内核启动分析的前期准备,还没有去分析linux内核具体启动分析过程,这里我换一种方式来分享,在linux启动后,linux系统接下来会如何进行工作?然后再反过来具体分析linux内核启动过程,启动过程会设计到一些汇编语言,以及这个时候去具体分析c语言代码的话,就真正考验c语言的功底的时候到了;同时c语言的基本功,大家可以去看我以前学习c语言的一些常用c语言用法,我把它搞成了专辑,方便大家查看。
注: 此系列内容来自网络,未能查到原作者。感觉不错,在此分享。不排除有错误,可留言指正。
从应用程序或者应用开发者的角度来看,操作系统是计算机系统的核心软件,它为应用程序提供运行环境和基础服务。
经过不断地迭代,内核目前已经非常庞大,有上百万的代码。内核的执行是按需的,例如当用户级别的应用程序发起了系统调用,或者设备发送了一个中断(interrupt)的时候。另外,某些内核线程回异步执行一些维护性的工作,可能包含内核时钟程序以及内存管理任务,但是这些任务都会尽量保持轻量级并只占用很少的 CPU 资源。
不知从几何起,可能是大三那年的操作系统考试,也可能是刚经历完的秋招,这些概念总是迷迷糊糊,可能自己回答的和其他人的答复也差不多,并没有什么亮点,通常都会以:「我们换个题」的方式结束,有时候也挺尴尬的。我们不妨看看这样几个题应该怎么去回答
操作系统有三个特权级别:R0(Ring0)、R1(Ring1)、R2(Ring2)和R3(Ring3)。R0相当于内核态,R3相当于用户态,不同级别能够运行不同的指令集合。
Linux内核中使用 task_struct 结构来表示一个进程,这个结构体保存了进程的所有信息,所以它非常庞大,在讲解Linux内核的进程管理,我们有必要先分析这个 task_struct 中的各项成员
进程是一个可执行程序在运行时的一块独立的虚拟内存[1]空间,Linux 给每个进程分配一个虚拟内存空间,包括栈空间、未使用内存、堆空间、BSS、DATA、TEXT 等。
如果你觉得这些问题都很简单,都能很明确的回答上来。那么很遗憾这篇文章不是为你准备的,你可以关掉网页去做其他更有意义的事情了。如果你觉得无法明确的回答这些问题,那么就耐心地读完这篇文章,相信不会浪费你的时间。受限于个人时间和文章篇幅,部分议题如果我不能给出更好的解释或者已有专业和严谨的资料,就只会给出相关的参考文献的链接,请读者自行参阅。
多线程调试的主要任务是准确及时地捕捉被调试程序线程状态的变化的事件,并且GDB针对根据捕捉到的事件做出相应的操作,其实最终的结果就是维护一根叫thread list的链表。上面的调试命令都是基于thread list链表来实现的,后面会有讲到。
犹记得最开始学习 golang 的时候,大佬们分享 GMP 模型的时候,总感觉云里雾里,听了半天,并没有一个很清晰的概念,不知 xmd 是否会有这样的体会
linux系统也是一种应用,它是基于计算机硬件的一种操作系统软件。当我们接收一次网络传输,计算机硬件的网卡会从网络中将读到的字节流写到linux的buffer缓冲区内存中,然后用户空间会调用linux对外暴露的接口,将linux中的buffer内存中的数据再读取到用户空间。这一次读操作就是一次IO。同样写也是这样的。
CPU上下文其实是一些环境正是有这些环境的支撑,任务得以运行,而这些环境的硬件条件便是CPU寄存器和程序计数器。CPU寄存器是CPU内置的容量非常小但是速度极快的存储设备,程序计数器则是CPU在运行任何任务时必要的,里面记录了当前运行任务的行数等信息,这就是CPU上下文。
IO,即Input/Output,指的是程序从外部设备或者网络读取数据到用户态内存/从用户态内存写数据到外部设备或者网络的过程。
Linux Signal想毕很多人都用过,比如在命令行下想要结束某个进程,我们会使用kill pid或者kill -9 pid,其实就是通过给对应的进程发送信号来完成。
前面的文章中,我们介绍了 python 中的进程与线程模型。 我们看到,由于 GIL 锁的存在,python 中的线程效率并不高,也不能利用多核 CPU 的特性,与多线程并发相比,多进程并发显得更有优势。 可是经过我们的测试,多进程并发的执行效率也没有我们想象中的那么高,那么,究竟是什么原因造成了多进程并发性能的下降呢?
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作者:jaydenwen,腾讯 pcg 后台开发工程师 在互联网中提起网络,我们都会避免不了讨论高并发、百万连接。而此处的百万连接的实现,脱离不了网络 IO 的选择,因此本文作为一篇个人学习的笔记,特此进行记录一下整个网络 IO 的发展演变过程。以及目前广泛使用的网络模型。 1.网络 IO 的发展 在本节内容中,我们将一步一步介绍网络 IO 的演变发展过程。介绍完发展过程后,再对网络 IO 中几组容易混淆的概念进行对比、分析。 1.1 网络 IO 的各个发展阶段 通常,我们在此讨论的网络 IO 一
线程同步可以说在日常开发中是用的很多, 但对于其内部如何实现的,一般人可能知道的并不多。 本篇文章将从如何实现简单的锁开始,介绍linux中的锁实现futex的优点及原理,最后分析java中同步机制如wait/notify, synchronized, ReentrantLock。
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