"點我查看秘籍連載" 假象：“並行”運行多個進程 現代操作系統都支持多任務同時執行。在這裡，操作系統對我們用戶“營造了一種假象”，讓CPU看上去是用不完的，能夠不斷地添加新的程式使它們同時運行。 但每核CPU在某一時刻都只能執行一個進程。使用操作系統的人是不會去關註CPU是單核還是多核的，每個人都希 ...
假象：“並行”運行多個進程
現代操作系統都支持多任務同時執行。在這裡，操作系統對我們用戶“營造了一種假象”，讓CPU看上去是用不完的，能夠不斷地添加新的程式使它們同時運行。
但每核CPU在某一時刻都只能執行一個進程。使用操作系統的人是不會去關註CPU是單核還是多核的，每個人都希望操作系統能同時運行多個程式，比如可以同時看網頁、發郵件、聊QQ、聽音樂等。
所以操作系統提供的多程式同時運行是“偽並行”。要想實現真正的並行運行多個進程，只能使用多核CPU來實現。
OS營造這種假象的技術是“CPU時間共用（time sharing）”，也稱為“分時系統”，即CPU執行一會進程A，然後停下來去執行一會進程B，再停下來執行一會進程A。即，每個進程都只執行一會，然後CPU切換去執行其它進程，每一段執行和切換的時間很短（每秒能執行很多個進程），使得用戶以為進程根本未停過，從而形成了假象。
例如，下圖描述了分時系統的進程切換方式。進程A執行一會後切換到進程B，B執行一會後又切換到C，C執行一會後又切換到B，再切換回C、A、C、D。
這種不斷切換進程的機制，其關鍵技術是CPU從一個進程切換到另一個進程，這是通過“上下文切換（context switch）”實現的。上下文切換可以直接理解為進程的切換，之所以使用“上下文”這個術語，是因為CPU要從進程A切換到進程B時，必然要保存進程A的執行環境，比如進入切換時進程A執行到了哪個地方，以便下次切換回進程A的時候能夠從這裡恢復繼續執行，此外，既然要切換到進程B，必然還要恢復之前已保存好的進程B的執行環境，才能知道從哪裡開始繼續執行進程B。而在電腦世界中，“環境”和“上下文”通常是可以互換的概念，所以CPU的上下文切換正是兩個前後進程執行環境的切換。
CPU時間共用的好處是提升了交互性，因為每個進程都可以儘快地執行起來，都能夠更快地被響應，使得每個進程都像是被公平對待，這是非常感人的。但是時間共用卻帶來了另外一個問題，站在進程的角度上看，每個進程從啟動開始到執行完成，中間需要花費更長時間，而且很多時間處於等待狀態。
再考慮另外一個問題，既然要不斷的切換進程，操作系統如何選擇下一個要執行的進程？例如下圖中，當進程D開始進程切換時，下一個要執行的是哪個進程呢？
選擇下一個要執行的進程，是通過操作系統的進程調度程式（也稱為調度器或調度類）來決定的，調度器根據一些調度演算法策略決定哪個進程將幸運地被選中（即，被調度到）作為下一個要執行的進程。
而進程調度演算法策略的兩個關鍵性指標正是響應時間和周轉時間。響應時間體現的是交互性和公平性，響應時間越短，表示交互時能更快得到響應，比如當敲下鍵盤時，用戶肯定不希望還要等一段時間才顯示字元。周轉時間體現的是何時完成任務的問題，周轉時間越短，表示從啟動開始到執行結束所花的時間更短，也就是更快完成任務。
另外，雖然在分時系統下，通過為每個進程分配固定的時間片能保證每個進程都有機會執行，但總會有一些進程是比較重要的，它們的優先順序比較高，它們可以從當前正在執行的進程處搶占CPU，這稱為“搶占式多任務處理”。當然，這裡的搶占並不是真的無條件搶到CPU，CPU給誰是由操作系統的調度策略決定的，“搶占”只是表明某進程比較重要，應當優待，比如讓該進程儘快執行或讓它多執行一會。
進程調度是非常重要的概念，在後面還會專門花費一些篇幅介紹進程的調度。
