所有现代的计算机会在同一时刻做很多事情,过去使用计算机的人(单 CPU)可能完全无法理解现在这种变化,举个例子更能说明这一点:首先考虑一个 Web 服务器,请求都来自于 Web 网页。当一个请求到达时,服务器会检查当前页是否在缓存中,如果是在缓存中,就直接把缓存中的内容返回。如果缓存中没有的话,那么请求就会交给磁盘来处理。但是,从 CPU 的角度来看,磁盘请求需要更长的时间,因为磁盘请求会很慢。当硬盘请求完成时,更多其他请求才会进入。如果有多个磁盘的话,可以在第一个请求完成前就可以连续的对其他磁盘发出部分或全部请求。很显然,这是一种并发现象,需要有并发控制条件来控制并发现象。
因此,当我们说一个 CPU 只能真正一次运行一个进程的时候,即使有 2 个核(或 CPU),**每一个核也只能一次运行一个线程。**
由于 CPU 会在各个进程之间来回快速切换,所以每个进程在 CPU 中的运行时间是无法确定的。并且当同一个进程再次在 CPU 中运行时,其在 CPU 内部的运行时间往往也是不固定的。进程和程序之间的区别是非常微妙的,但是通过一个例子可以让你加以区分:想想一位会做饭的计算机科学家正在为他的女儿制作生日蛋糕。他有做生日蛋糕的食谱,厨房里有所需的原谅:面粉、鸡蛋、糖、香草汁等。在这个比喻中,做蛋糕的食谱就是程序、计算机科学家就是 CPU、而做蛋糕的各种原料都是输入数据。进程就是科学家阅读食谱、取来各种原料以及烘焙蛋糕等一系列动作的总和。
除了在启动阶段创建进程之外,一些新的进程也可以在后面创建。通常,一个正在运行的进程会发出 `系统调用` 用来创建一个或多个新进程来帮助其完成工作。例如,如果有大量的数据需要经过网络调取并进行顺序处理,那么创建一个进程读数据,并把数据放到共享缓冲区中,而让第二个进程取走并正确处理会比较容易些。在多处理器中,让每个进程运行在不同的 CPU 上也可以使工作做的更快。
### 用户请求创建
在许多交互式系统中,输入一个命令或者双击图标就可以启动程序,以上任意一种操作都可以选择开启一个新的进程,在基本的 UNIX 系统中运行 X,新进程将接管启动它的窗口。在 Windows 中启动进程时,它一般没有窗口,但是它可以创建一个或多个窗口。每个窗口都可以运行进程。通过鼠标或者命令就可以切换窗口并与进程进行交互。