linux事件機制

❶ 如何在linux下實現event事件機制

一、Libevent簡介

libevent是一個基於事件觸發的網路庫，適用於windows、linux、bsd等多種平台，內部使用select、epoll、kqueue等系統調用管理事件機制。
特點：
事件驅動，高性能;
輕量級，專注於網路，不如ACE那麼臃腫龐大，只提供了簡單的網路API的封裝，線程池，內存池，遞歸鎖等均需要自己實現；
開放源碼，代碼相當精煉、易讀；
跨平台，支持Windows、Linux、BSD和Mac OS；

❷ 如何在linux下實現event事件機制

linux 提供文件監控機制inotify 你可以使用它的api，監控文件的創建然後執行你想要 的行為。至於有沒有其他程序可用就不知道了

❸ Handler消息機制（一）：Linux的epoll機制

在linux 沒有實現epoll事件驅動機制之前，我們一般選擇用select或者poll等IO多路復用的方法來實現並發服務程序。在linux新的內核中，有了一種替換它的機制，就是epoll。

相比select模型， poll使用鏈表保存文件描述符，因此沒有了監視文件數量的限制 ，但其他三個缺點依然存在。

假設我們的伺服器需要支持100萬的並發連接，則在__FD_SETSIZE 為1024的情況下，則我們至少需要開辟1k個進程才能實現100萬的並發連接。除了進程間上下文切換的時間消耗外，從內核/用戶空間大量的無腦內存拷貝、數組輪詢等，是系統難以承受的。因此，基於select模型的伺服器程序，要達到10萬級別的並發訪問，是一個很難完成的任務。

由於epoll的實現機制與select/poll機制完全不同，上面所說的 select的缺點在epoll上不復存在。

設想一下如下場景：有100萬個客戶端同時與一個伺服器進程保持著TCP連接。而每一時刻，通常只有幾百上千個TCP連接是活躍的(事實上大部分場景都是這種情況)。如何實現這樣的高並發？

在select/poll時代，伺服器進程每次都把這100萬個連接告訴操作系統(從用戶態復制句柄數據結構到內核態)，讓操作系統內核去查詢這些套接字上是否有事件發生，輪詢完後，再將句柄數據復制到用戶態，讓伺服器應用程序輪詢處理已發生的網路事件，這一過程資源消耗較大，因此，select/poll一般只能處理幾千的並發連接。

epoll的設計和實現與select完全不同。epoll通過在Linux內核中申請一個簡易的文件系統(文件系統一般用什麼數據結構實現？B+樹)。把原先的select/poll調用分成了3個部分：

1）調用epoll_create()建立一個epoll對象(在epoll文件系統中為這個句柄對象分配資源)

2）調用epoll_ctl向epoll對象中添加這100萬個連接的套接字

3）調用epoll_wait收集發生的事件的連接

如此一來，要實現上面說是的場景，只需要在進程啟動時建立一個epoll對象，然後在需要的時候向這個epoll對象中添加或者刪除連接。同時，epoll_wait的效率也非常高，因為調用epoll_wait時，並沒有一股腦的向操作系統復制這100萬個連接的句柄數據，內核也不需要去遍歷全部的連接。

當某一進程調用epoll_create方法時，Linux內核會創建一個eventpoll結構體，這個結構體中有兩個成員與epoll的使用方式密切相關。eventpoll結構體如下所示：

每一個epoll對象都有一個獨立的eventpoll結構體，用於存放通過epoll_ctl方法向epoll對象中添加進來的事件。這些事件都會掛載在紅黑樹中，如此，重復添加的事件就可以通過紅黑樹而高效的識別出來(紅黑樹的插入時間效率是lgn，其中n為樹的高度)。

而所有 添加到epoll中的事件都會與設備(網卡)驅動程序建立回調關系，也就是說，當相應的事件發生時會調用這個回調方法 。這個回調方法在內核中叫ep_poll_callback,它會將發生的事件添加到rdlist雙鏈表中。

在epoll中，對於每一個事件，都會建立一個epitem結構體，如下所示：

當調用epoll_wait檢查是否有事件發生時，只需要檢查eventpoll對象中的rdlist雙鏈表中是否有epitem元素即可。如果rdlist不為空，則把發生的事件復制到用戶態，同時將事件數量返回給用戶。

epoll結構示意圖

通過紅黑樹和雙鏈表數據結構，並結合回調機制，造就了epoll的高效。

events可以是以下幾個宏的集合：
EPOLLIN：觸發該事件，表示對應的文件描述符上有可讀數據。(包括對端SOCKET正常關閉)；
EPOLLOUT：觸發該事件，表示對應的文件描述符上可以寫數據；
EPOLLPRI：表示對應的文件描述符有緊急的數據可讀（這里應該表示有帶外數據到來）；
EPOLLERR：表示對應的文件描述符發生錯誤；
EPOLLHUP： 表示對應的文件描述符被掛斷；
EPOLLET：將EPOLL設為邊緣觸發(EdgeTriggered)模式，這是相對於水平觸發(Level Triggered)來說的。
EPOLLONESHOT： 只監聽一次事件，當監聽完這次事件之後，如果還需要繼續監聽這個socket的話，需要再次把這個socket加入到EPOLL隊列里。
示例：

ET(EdgeTriggered) :高速工作模式，只支持no_block(非阻塞模式)。在此模式下，當描述符從未就緒變為就緒時，內核通過epoll告知。然後它會假設用戶知道文件描述符已經就緒，並且不會再為那個文件描述符發送更多的就緒通知，直到某些操作導致那個文件描述符不再為就緒狀態了。(觸發模式只在數據就緒時通知一次，若數據沒有讀完，下一次不會通知，直到有新的就緒數據)

LT(LevelTriggered) :預設工作方式，支持blocksocket和no_blocksocket。在LT模式下內核會告知一個文件描述符是否就緒了，然後可以對這個就緒的fd進行IO操作。如果不作任何操作，內核還是會繼續通知！若數據沒有讀完，內核也會繼續通知，直至設備數據為空為止！

1.我們已經把一個用來從管道中讀取數據的文件句柄(RFD)添加到epoll描述符
2. 這個時候從管道的另一端被寫入了2KB的數據
3. 調用epoll_wait(2)，並且它會返回RFD，說明它已經准備好讀取操作
4. 然後我們讀取了1KB的數據
5. 調用epoll_wait(2)……

ET工作模式：
如果我們在第1步將RFD添加到epoll描述符的時候使用了EPOLLET標志，在第2步執行了一個寫操作，第三步epoll_wait會返回同時通知的事件會銷毀。因為第4步的讀取操作沒有讀空文件輸入緩沖區內的數據，因此我們在第5步調用epoll_wait(2)完成後，是否掛起是不確定的。epoll工作在ET模式的時候，必須使用非阻塞套介面，以避免由於一個文件句柄的阻塞讀/阻塞寫操作把處理多個文件描述符的任務餓死。

只有當read(2)或者write(2)返回EAGAIN時(認為讀完)才需要掛起，等待。但這並不是說每次read()時都需要循環讀，直到讀到產生一個EAGAIN才認為此次事件處理完成，當read()返回的讀到的數據長度小於請求的數據長度時(即小於sizeof(buf))，就可以確定此時緩沖中已沒有數據了，也就可以認為此事讀事件已處理完成。

LT工作模式：
LT方式調用epoll介面的時候，它就相當於一個速度比較快的poll(2)，並且無論後面的數據是否被使用，因此他們具有同樣的職能。

當調用 epoll_wait檢查是否有發生事件的連接時，只是檢查 eventpoll對象中的 rdllist雙向鏈表是否有 epitem元素而已，如果 rdllist鏈表不為空，則把這里的事件復制到用戶態內存中，同時將事件數量返回給用戶。因此，epoll_wait的效率非常高。epoll_ctl在向 epoll對象中添加、修改、刪除事件時，從 rbr紅黑樹中查找事件也非常快，也就是說，epoll是非常高效的，它可以輕易地處理百萬級別的並發連接。

1.減少用戶態和內核態之間的文件句柄拷貝；

2.減少對可讀可寫文件句柄的遍歷。

https://cloud.tencent.com/developer/information/linux%20epoll%E6%9C%BA%E5%88%B6
https://blog.csdn.net/u010657219/article/details/44061629
https://jiahao..com/s?id=1609322251459722004&wfr=spider&for=pc

❹ Linux系統I/O模型及select、poll、epoll原理和應用

理解Linux的IO模型之前，首先要了解一些基本概念，才能理解這些IO模型設計的依據

操作系統使用虛擬內存來映射物理內存，對於32位的操作系統來說，虛擬地址空間為4G（2^32）。操作系統的核心是內核，為了保護用戶進程不能直接操作內核，保證內核安全，操作系統將虛擬地址空間劃分為內核空間和用戶空間。內核可以訪問全部的地址空間，擁有訪問底層硬體設備的許可權，普通的應用程序需要訪問硬體設備必須通過 系統調用 來實現。

對於Linux系統來說，將虛擬內存的最高1G位元組的空間作為內核空間僅供內核使用，低3G位元組的空間供用戶進程使用，稱為用戶空間。

又被稱為標准I/O，大多數文件系統的默認I/O都是緩存I/O。在Linux系統的緩存I/O機制中，操作系統會將I/O的數據緩存在頁緩存（內存）中，也就是數據先被拷貝到內核的緩沖區（內核地址空間），然後才會從內核緩沖區拷貝到應用程序的緩沖區（用戶地址空間）。

這種方式很明顯的缺點就是數據傳輸過程中需要再應用程序地址空間和內核空間進行多次數據拷貝操作，這些操作帶來的CPU以及內存的開銷是非常大的。

由於Linux系統採用的緩存I/O模式，對於一次I/O訪問，以讀操作舉例，數據先會被拷貝到內核緩沖區，然後才會從內核緩沖區拷貝到應用程序的緩存區，當一個read系統調用發生的時候，會經歷兩個階段：

正是因為這兩個狀態，Linux系統才產生了多種不同的網路I/O模式的方案

Linux系統默認情況下所有socke都是blocking的，一個讀操作流程如下：

以UDP socket為例，當用戶進程調用了recvfrom系統調用，如果數據還沒准備好，應用進程被阻塞，內核直到數據到來且將數據從內核緩沖區拷貝到了應用進程緩沖區，然後向用戶進程返回結果，用戶進程才解除block狀態，重新運行起來。

阻塞模行下只是阻塞了當前的應用進程，其他進程還可以執行，不消耗CPU時間，CPU的利用率較高。

Linux可以設置socket為非阻塞的，非阻塞模式下執行一個讀操作流程如下：

當用戶進程發出recvfrom系統調用時，如果kernel中的數據還沒准備好，recvfrom會立即返回一個error結果，不會阻塞用戶進程，用戶進程收到error時知道數據還沒准備好，過一會再調用recvfrom，直到kernel中的數據准備好了，內核就立即將數據拷貝到用戶內存然後返回ok，這個過程需要用戶進程去輪詢內核數據是否准備好。

非阻塞模型下由於要處理更多的系統調用，因此CPU利用率比較低。

應用進程使用sigaction系統調用，內核立即返回，等到kernel數據准備好時會給用戶進程發送一個信號，告訴用戶進程可以進行IO操作了，然後用戶進程再調用IO系統調用如recvfrom，將數據從內核緩沖區拷貝到應用進程。流程如下：

相比於輪詢的方式，不需要多次系統調用輪詢，信號驅動IO的CPU利用率更高。

非同步IO模型與其他模型最大的區別是，非同步IO在系統調用返回的時候所有操作都已經完成，應用進程既不需要等待數據准備，也不需要在數據到來後等待數據從內核緩沖區拷貝到用戶緩沖區，流程如下：

在數據拷貝完成後，kernel會給用戶進程發送一個信號告訴其read操作完成了。

是用select、poll等待數據，可以等待多個socket中的任一個變為可讀，這一過程會被阻塞，當某個套接字數據到來時返回，之後再用recvfrom系統調用把數據從內核緩存區復制到用戶進程，流程如下：

流程類似阻塞IO，甚至比阻塞IO更差，多使用了一個系統調用，但是IO多路復用最大的特點是讓單個進程能同時處理多個IO事件的能力，又被稱為事件驅動IO，相比於多線程模型，IO復用模型不需要線程的創建、切換、銷毀，系統開銷更小，適合高並發的場景。

select是IO多路復用模型的一種實現，當select函數返回後可以通過輪詢fdset來找到就緒的socket。

優點是幾乎所有平台都支持，缺點在於能夠監聽的fd數量有限，Linux系統上一般為1024，是寫死在宏定義中的，要修改需要重新編譯內核。而且每次都要把所有的fd在用戶空間和內核空間拷貝，這個操作是比較耗時的。

poll和select基本相同，不同的是poll沒有最大fd數量限制（實際也會受到物理資源的限制，因為系統的fd數量是有限的），而且提供了更多的時間類型。

總結：select和poll都需要在返回後通過輪詢的方式檢查就緒的socket，事實上同時連的大量socket在一個時刻只有很少的處於就緒狀態，因此隨著監視的描述符數量的變多，其性能也會逐漸下降。

epoll是select和poll的改進版本，更加靈活，沒有描述符限制。epoll使用一個文件描述符管理多個描述符，將用戶關系的文件描述符的事件存放到內核的一個事件表中，這樣在用戶空間和內核空間的只需一次。

epoll_create()用來創建一個epoll句柄。
epoll_ctl() 用於向內核注冊新的描述符或者是改變某個文件描述符的狀態。已注冊的描述符在內核中會被維護在一棵紅黑樹上，通過回調函數內核會將 I/O 准備好的描述符加入到一個就緒鏈表中管理。
epoll_wait() 可以從就緒鏈表中得到事件完成的描述符，因此進程不需要通過輪詢來獲得事件完成的描述符。

當epoll_wait檢測到描述符IO事件發生並且通知給應用程序時，應用程序可以不立即處理該事件，下次調用epoll_wait還會再次通知該事件，支持block和nonblocking socket。

當epoll_wait檢測到描述符IO事件發生並且通知給應用程序時，應用程序需要立即處理該事件，如果不立即處理，下次調用epoll_wait不會再次通知該事件。

ET模式在很大程度上減少了epoll事件被重復觸發的次數，因此效率要比LT模式高。epoll工作在ET模式的時候，必須使用nonblocking socket，以避免由於一個文件句柄的阻塞讀/阻塞寫操作把處理多個文件描述符的任務餓死。

【segmentfault】 Linux IO模式及 select、poll、epoll詳解
【GitHub】 CyC2018/CS-Notes

❺ 如何在linux下實現event事件機制

一、Libevent簡介

libevent是一個基於事件觸發的網路庫，適用於windows、linux、bsd等多種平台，內部使用select、epoll、kqueue等系統調用管理事件機制。
特點：
事件驅動，高性能;
輕量級，專注於網路，不如ACE那麼臃腫龐大，只提供了簡單的網路API的封裝，線程池，內存池，遞歸鎖等均需要自己實現；
開放源碼，代碼相當精煉、易讀；
跨平台，支持Windows、Linux、BSD和Mac OS；
支持多種I/O多路復用技術（epoll、poll、dev/poll、select和kqueue等），在不同的操作系統下，做了多路復用模型的抽象，可以選擇使用不同的模型，通過事件函數提供服務；
支持I/O，定時器和信號等事件；
採用Reactor模式；

二、源碼組織結構

Libevent 的源代碼雖然都在一層文件夾下面，但是其代碼分類還是相當清晰的，主要可分為頭文件、內部使用的頭文件、輔助功能函數、日誌、libevent框架、對系 統I/O多路復用機制的封裝、信號管理、定時事件管理、緩沖區管理、基本數據結構和基於libevent的兩個實用庫等幾個部分，有些部分可能就是一個源文件。
1）頭文件
主要就是event.h：事件宏定義、介面函數聲明，主要結構體event的聲明；
2）內部頭文件
xxx-internal.h：內部數據結構和函數，對外不可見，以達到信息隱藏的目的；
3）libevent框架
event.c：event整體框架的代碼實現；
4）對系統I/O多路復用機制的封裝
epoll.c：對epoll的封裝；
select.c：對select的封裝；
devpoll.c：對dev/poll的封裝;
kqueue.c：對kqueue的封裝；
5）定時事件管理
min-heap.h：其實就是一個以時間作為key的小根堆結構；
6）信號管理
signal.c：對信號事件的處理；
7）輔助功能函數
evutil.h 和evutil.c：一些輔助功能函數，包括創建socket pair和一些時間操作函數：加、減和比較等。
8）日誌
log.h和log.c：log日誌函數
9）緩沖區管理
evbuffer.c和buffer.c：libevent對緩沖區的封裝；
10）基本數據結構
compat/sys下的兩個源文件：queue.h是libevent基本數據結構的實現，包括鏈表，雙向鏈表，隊列等；_libevent_time.h：一些用於時間操作的結構體定義、函數和宏定義；
11）實用網路庫
http和evdns：是基於libevent實現的http伺服器和非同步dns查詢庫；

❻ linux 怎麼在創建文件和文件夾的時候執行一些代碼，有沒有這樣的事件機制

不用什麼事件機制吧，可以實現下面的簡單思路：
which找到你的mkdir和touch命令在哪裡，然後寫個腳本替換掉這兩個文件，腳本裡面先調用你要執行的代碼，在調用相應的mkdir和touch。

❼ linux 怎麼在創建文件和文件夾的時候執行一些代碼，有沒有這樣的事件機制

用 ls -l 不會有誤
d rwx rwx rwx
有 d , 是文件夾
左第一組 rwx 是文件擁有者的 讀，寫，執行 權
第二組 rwx 是用戶組的 讀，寫，執行 權
第三組 rwx 是其它人的 讀，寫，執行 權

root 的權是可以 用 chmod 改變文件 的讀，寫，執行 權。

如果文件擁有者不讓別的用戶讀寫執行，root 同樣 也不能讀寫執行。

root 此時要行使 chmod 權，改變 讀寫執行權 以後root 才能 讀寫執行。

❽ 如何在linux下實現event事件機制

內部使用select、epoll、kqueue等系統調用管理事件機制只提供了簡單的網路API的封裝,線程池,內存池,遞歸輔助功能函數、日誌、libevent框架、對系 統I/O如何在linux下實現event事件機制

❾ 如何在linux下實現event事件機制

libevent是一個基於事件觸發的網路庫，適用於windows、linux、bsd等多種平台，內部使用select、epoll、kqueue等系統調用管理事件機制。特點：
事件驅動，高性能;
輕量級，專注於網路，不如ACE那麼臃腫龐大，只提供了簡單的網路API的封裝，線程池，內存池，遞歸鎖等均需要自己實現；
開放源碼，代碼相當精煉、易讀；
跨平台，支持Windows、Linux、BSD和Mac OS；
支持多種I/O多路復用技術（epoll、poll、dev/poll、select和kqueue等），在不同的操作系統下，做了多路復用模型的抽象，可以選擇使用不同的模型，通過事件函數提供服務；
支持I/O，定時器和信號等事件；
採用Reactor模式；

二、源碼組織結構

Libevent 的源代碼雖然都在一層文件夾下面，但是其代碼分類還是相當清晰的，主要可分為頭文件、內部使用的頭文件、輔助功能函數、日誌、libevent框架、對系 統I/O多路復用機制的封裝、信號管理、定時事件管理、緩沖區管理、基本數據結構和基於libevent的兩個實用庫等幾個部分，有些部分可能就是一個源文件。
1）頭文件
主要就是event.h：事件宏定義、介面函數聲明，主要結構體event的聲明；
2）內部頭文件
xxx-internal.h：內部數據結構和函數，對外不可見，以達到信息隱藏的目的；
3）libevent框架
event.c：event整體框架的代碼實現；
4）對系統I/O多路復用機制的封裝
epoll.c：對epoll的封裝；
select.c：對select的封裝；
devpoll.c：對dev/poll的封裝;
kqueue.c：對kqueue的封裝；
5）定時事件管理
min-heap.h：其實就是一個以時間作為key的小根堆結構；
6）信號管理

❿ Linux操作系統的知識點總結

Linux操作系統的基礎知識並不是很難理解，熟悉掌握基礎知識能更好的學習Linux。下面由我為大家整理了Linux操作系統的知識點總結的相關知識，希望對大家有幫助!

Linux操作系統的知識點總結1.操作系統總體介紹

•CPU： 就像人的大腦，主要負責相關事情的判斷以及實際處理的機制。

查詢指令： cat /proc/cpuinfo

•內存： 大腦中的記憶區塊，將皮膚、眼睛等所收集到的信息記錄起來的地方，以供CPU進行判斷。查詢指令： cat /proc/meminfo

物理內存

物理內存，就是我們將內存條插在主板內存槽上的內存條的容量的大小。看計算機配置的時候，主要看的就是這個物理內存

虛擬內存

Windows中運用了虛擬內存技術，即拿出一部分硬碟空間來充當內存使用，當內存佔用完時，電腦就會自動調用硬碟來充當內存，以緩解內存的緊張。

關系：windows中虛擬內存和物理內存可能都會被使用，Linux中，只有物理內存使用完了，才會使用虛擬內存

•硬碟： 大腦中的記憶區塊，將重要的數據記錄起來，以便未來再次使用這些數據。

查詢指令： fdisk -l (需要root許可權)

Linux操作系統的知識點總結2.內存和硬碟的關系

具體命令後面會介紹

Linux操作系統的知識點總結3.操作系統監控命令>單獨寫一份

•vmstat

•sar

•iostat

•top

•free

•uptime

•netstat

•ps

•strace

•lsof

Linux操作系統的知識點總結4.如何分析操作系統

實際流程： 讀數據》數據>硬碟》虛擬內存(swaP)》內存》cpu緩存》執行隊列

分析方向，正好相反

Linux操作系統的知識點總結4.各個部分常出現的漏洞

•CPU： 容易出現該類瓶頸的郵件伺服器、動態web伺服器

•內存： 容易出現該類瓶頸的列印伺服器、資料庫伺服器、靜態web伺服器

•磁碟I/O： 頻繁讀寫操作的項目

•網路帶寬： 頻繁大量上傳下載項目

Linux操作系統的知識點總結5.linux本身的一些優化

1. 系統安裝優化

當安裝linux系統時，磁碟劃分、 SWAP內存的分配都直接影響系統性能。對於虛擬內存SWAP的設定，現在已經沒有了所謂虛擬內存是物理內存兩倍的要求，但是根據經驗，如果內存較小(物理內存小於4GB)，一般設置SWAP交換分區大小為內存的2倍;如果物理內存大約4GB小於16GB，可以設置SWAP大小等於或者略小於物理內存即可;如果內存在16GB以上，原則上可以設置SWAP為0，但最好設置一定大小的SWAP

• 2. 內核參數優化

例如，如果系統部署的Oracle資料庫應用，那麼就需要對系統共享內存段( kernel.shmmax, kenerl.shmmni, kernel.shmall)、

系統信號量( kernel.sem)、文件句柄( fs.file0max)等參數進行優化設置;如果部署的WEB應用，那麼就需要根據web應用特性進行網路參數的優化，例如修改net.ipv4.ip_local_port_range、net.ipv4.tc_tw_reuse、 net.core.somaxconn等網路

內核參數

• 3. 文件系統優化

在linux下可選的文件系統有ext2,、 ext3、 xfs、 ReiserFS

linux標准文件系統是從VFS開始，然後ext、 ext2， ext2是linux上的標准文件系統， ext3是在ext2基礎上增加日誌形成的。從VFS到ext3，設計思想沒有太大變化，都是早期UNIX家族基於超級塊和inode的設計理念設計而成。XFS文件系統是SGI開發的一個高級日誌文件系統，通過分布處理磁碟請求、定位數據、保持cache的一致性來提供對文件系統數據的低延遲、高帶寬的訪問，因此XFS極具伸縮性，非常健壯，具有優秀的日誌記錄功能、可擴展性強、快速寫入等優點。ReiserFS在Hans Reiser領導下開發出來的一款高性能的日誌文件系統，通過完全平衡樹來管理數據，包括文件數據、文件名及日誌支持等。與ext2、 ext3相比，最大的優點是訪問性能和安全性大幅提升。具有高效、合理利用磁碟空間，先將的日誌管理機制，特意的搜尋方式，海量磁碟存儲等優點

Linux操作系統的知識點總結5.重點知識

物理內存和虛擬內存

1.如何查看物理內存和虛擬內存?

Top 命令可以查看物理內存和虛擬內存的數值

2.Buffer

是硬碟控制器上的一塊內存晶元，具有極快的存取速度，它是硬碟內部存儲和外界介面之間的緩沖器。由於硬碟的內部數據傳輸速度和外界介面傳輸速度不同，緩存在其中起到一個緩沖的作用。緩存的大小與速度是直接關繫到硬碟的傳輸速度的重要因素，能夠大幅度地提高硬碟整體性能。

3.Cache

CPU緩存(Cache Memory)是位於CPU與內存之間的臨時存儲器，它的容量比內存小的多但是交換速度卻比內存要快得多。緩存的出現主要是為了解決CPU運算速度與內存讀寫速度不匹配的矛盾，因為CPU運算速度要比內存讀寫速度快很多，這樣會使CPU花費很長時間等待數據到來或把數據寫入內存。在緩存中的數據是內存中的一小部分，但這一小部分是短時間內CPU即將訪問的，當CPU調用大量數據時，就可避開內存直接從緩存中調用，從而加快讀取速度

4.CPU中斷

當CPU執行完一條現行指令時，如果外設向CPU發出中斷請求，那麼CPU在滿足響應的情況下，將發出中斷響應信號，與此同時關閉中斷，表示CPU不在受理另外一個設備的中斷。這時，CPU將尋找中斷請求源是哪一個設備，並保存CPU自己的程序計數器(PC)的內容。然後，他將轉移到處理該中斷源的中斷服務程序。CPU在保存現場信息，設備服務(如交換數據)以後，將恢復現場信息。在這些動作完成以後，開放中斷，並返回到原來被中斷的主程序的下一條指令。

5.上下文切換

上下文切換(Context Switch) 或者環境切換

多任務系統中，上下文切換是指CPU的控制權由運行任務轉移到另外一個就緒任務時所發生的事件。

在操作系統中，CPU切換到另一個進程需要保存當前進程的狀態並恢復另一個進程的狀態：當前運行任務轉為就緒(或者掛起、刪除)狀態，另一個被選定的就緒任務成為當前任務。上下文切換包括保存當前任務的運行環境，恢復將要運行任務的運行環境。

進程上下文用進程的PCB(進程式控制制塊,也稱為PCB，即任務控制塊)表示，它包括進程狀態，CPU寄存器的值等。

通常通過執行一個狀態保存來保存CPU當前狀態，然後執行一個狀態恢復重新開始運行。

上下文切換會對性能造成負面影響。然而，一些上下文切換相對其他切換而言更加昂貴;其中一個更昂貴的上下文切換是跨核上下文切換(Cross-Core Context Switch)。一個線程可以運行在一個專用處理器上，也可以跨處理器。由單個處理器服務的線程都有處理器關聯(Processor Affinity)，這樣會更加有效。在另一個處理器內核搶占和調度線程會引起緩存丟失，作為緩存丟失和過度上下文切換的結果要訪問本地內存。總之，這稱為“跨核上下文切換”。

6.進程和線程

進程概念

進程是表示資源分配的基本單位，又是調度運行的基本單位。例如，用戶運行自己的程序，系統就創建一個進程，並為它分配資源，包括各種表格、內存空間、磁碟空間、I/O設備等。然後，把該進程放人進程的就緒隊列。進程調度程序選中它，為它分配CPU以及其它有關資源，該進程才真正運行。所以，進程是系統中的並發執行的單位。

線程概念

線程是進程中執行運算的最小單位，亦即執行處理機調度的基本單位。如果把進程理解為在邏輯上操作系統所完成的任務，那麼線程表示完成該任務的許多可能的子任務之一

進程和線程的關系

(1)一個線程只能屬於一個進程，而一個進程可以有多個線程，但至少有一個線程。 (2)資源分配給進程，同一進程的所有線程共享該進程的所有資源。

(3)處理機分給線程，即真正在處理機上運行的是線程。

(4)線程在執行過程中，需要協作同步。不同進程的線程間要利用消息通信的辦法實現同步。