操作系统底层核心讲解( 三 ) _操作系统

这意味着在 4 GB 的内存空间中，只有 3 GB 可以用于用户应用程序。进程与线程只能运行在用户方式（usermode）或内核方式（kernelmode）下。用户程序运行在用户方式下，而系统调用运行在内核方式下。在这两种方式下所用的堆栈不一样：用户方式下用的是一般的堆栈(用户空间的堆栈) ，而内核方式下用的是固定大小的堆栈（内核空间的对战，一般为一个内存页的大小），即每个进程与线程其实有两个堆栈，分别运行与用户态与内核态。

由空间划分我们再引深一下， CPU调度的基本单位线程，也划分为：
1、内核线程模型(KLT)
2、用户线程模型(ULT)
内核线程模型

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内核线程(KLT)：系统内核管理线程(KLT),内核保存线程的状态和上下文信息，线程阻塞不会引起进程阻塞。在多处理器系统上，多线程在多处理器上并行运行。线程的创建、调度和管理由内核完成，效率比ULT要慢，比进程操作快。
用户线程模型

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用户线程(ULT)：用户程序实现,不依赖操作系统核心,应用提供创建、同步、调度和管理线程的函数来控制用户线程。不需要用户态/内核态切换，速度快。内核对ULT无感知，线程阻塞则进程（包括它的所有线程）阻塞。
进程与线程
什么是进程？
现代操作系统在运行一个程序时，会为其创建一个进程；例如，启动一个JAVA程序，操作系统就会创建一个Java进程。进程是OS(操作系统)资源分配的最小单位。
什么是线程？
线程是OS(操作系统)调度CPU的最小单元，也叫轻量级进程（Light Weight Process），在一个进程里可以创建多个线程，这些线程都拥有各自的计数器、堆栈和局部变量等属性，并且能够访问共享的内存变量。CPU在这些线程上高速切换，让使用者感觉到这些线程在同时执行，即并发的概念，相似的概念还有并行！线程上下文切换过程：

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虚拟机指令集架构
虚拟机指令集架构主要分两种：
1、栈指令集架构
2、寄存器指令集架构

栈指令集架构
1. 设计和实现更简单,适用于资源受限的系统;
2. 避开了寄存器的分配难题:使用零地址指令方式分配;
3. 指令流中的指令大部分是零地址指令,其执行过程依赖与操作栈,指令集更小,编译器容易实现;
4. 不需要硬件支持,可移植性更好,更好实现跨平台。
寄存器指令集架构
1. 典型的应用是x86的二进制指令集:比如传统的PC以及Android的Davlik虚拟机。
2. 指令集架构则完全依赖硬件,可移植性差。
3. 性能优秀和执行更高效。
4. 花费更少的指令去完成一项操作。
5. 在大部分情况下,基于寄存器架构的指令集往往都以一地址指令、二地址指令和三地址指令为主,而基于栈式架构的指令集却是以零地址指令为主。Java符合典型的栈指令集架构特征， Python、Go都属于这种架构。