操作系统的一些“常识”

线程 与 协程 的区别

1. 线程：

• 线程是操作系统级别的单位，每个线程有自己的堆栈和指令指针，操作系统负责调度和切换线程。

• 线程的切换通常需要耗费较多的上下文切换时间，因为它涉及到保存和恢复线程的状态（比如寄存器、程序计数器等）。

2.协程：

• 协程则是轻量级的线程，它通常由用户级库或框架进行调度，而不是由操作系统直接控制。

• 协程的切换更加轻量，因为它不需要操作系统介入。协程通常通过挂起（暂停）和恢复（继续执行）来避免一些昂贵的操作。

• 协程可以在遇到 I/O 操作、等待、或者定时任务时自动挂起，然后将CPU资源交给其他任务，而无需操作系统进行线程调度。这就使得协程相对于线程更高效，特别是在需要大量并发而每个任务不需要太多计算资源时。

协程节省调度的原理：

协程与线程最大的区别就在于协程通常由用户级别的调度来管理，而不是操作系统。这种方式带来了几个优势：

• 减少上下文切换的开销：线程切换通常涉及到保存和恢复上下文，协程通过在用户空间完成切换，不需要操作系统介入，因此效率更高。

• 避免了操作系统调度的复杂性：线程的调度是由操作系统负责的，而协程是由程序内部管理的，避免了线程在操作系统调度时的复杂度。

总结：

• 线程：由操作系统管理，进行上下文切换时比较昂贵，需要操作系统保存和恢复状态。

• 协程：轻量级，通常由程序控制，不涉及操作系统的调度，节省了上下文切换的开销，适用于大量并发且任务较轻的场景。

所以，协程的优势在于通过避免频繁的操作系统级别调度和上下文切换，极大提高了效率，尤其适合 I/O 密集型任务。

对于并发编程

主要关注点：

• 如何设计并发和异步任务： 你应该关注如何合理地分配任务，确保任务之间的依赖关系和协作。

• 任务的错误处理和回调： 要确保任务完成时能正确处理结果或错误。

• 性能调优： 在某些特定情况下（如高并发、长时间运行的服务），你可能需要优化任务的调度策略或资源管理（如内存、CPU、I/O 限制等）。但这通常是通过使用适当的并发模型、选择合适的任务调度框架等方式来完成，而不是手动管理任务的完成状态。

静态链接 vs 动态链接

目标文件（.o 编译过的二进制代码）

应用程序中的静态库（.a）—— 被代码或工具中定义它编译时要用到，找到标记，嵌入编译的.o 文件，最终可执行代码。略快（直接跳转）

特点：

• 独立运行：一旦生成了可执行文件，就不再需要原来的 .a 文件了。你可以把程序发给别人，即使他电脑上没有这个库也能运行。

• 可执行文件大：因为库代码被完整地复制进了程序，所以可执行文件的体积会比动态链接大。

• 更新困难：如果 libsdk.a 修复了一个漏洞，你必须重新编译链接你的程序才能应用这个修复。

动态库（Linux 中.so / Windows 中.dll） —— 运行时动态加载，体积小，面向进程共享。略慢（需解析地址，但通常可忽略）

特点：

• 要带库文件：操作系统中动态链接器（如 Linux 的 ld.so），代码或工具中定义，打标记，将程序和库里的函数地址“对接”上然后开始正式运行

• 可执行文件小：多个程序运行同一个库时，内存里只存一份代码

• 更新直接替换库文件即可：“模块化”，根据需要