零基础学习编程并成长为一名程序员

Linux为内核代码和数据结构预留了几个页框，这些页永远不会被转出到磁盘上。从 0x00000000 到 0xC0000000(PAGE_OFFSET) 的线性地址可由用户代码 和 内核代码进行引用(即用户空间)。从0xC0000000(PAGE_OFFSET)到 0xFFFFFFFFF的线性地址只能由内核代码进行访问(即内核空间)。内核代码及其数据结构都必须位于这 1 GB的地址空间中，但是对于此地址空间而言，更大的消费者是物理地址的虚拟映射。

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申一下，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
 

带有高速缓存的CPU执行计算的流程

1. 程序以及数据被加载到主内存
2. 指令和数据被加载到CPU的高速缓存
3. CPU执行指令，把结果写到高速缓存
4. 高速缓存中的数据写回主内存

CPU运行安全等级

CPU有4个运行级别，分别为：

• ring0
• ring1
• ring2
• ring3

Linux与Windows只用到了2个级别:ring0、ring3，操作系统内部内部程序指令通常运行在ring0级别，操作系统以外的第三方程序运行在ring3级别，第三方程序如果要调用操作系统内部函数功能，由于运行安全级别不够,必须切换CPU运行状态，从ring3切换到ring0,然后执行系统函数，说到这里相信大家明白为什么JVM创建线程，线程阻塞唤醒是重型操作了，因为CPU要切换运行状态。 下面我大概梳理一下JVM创建线程CPU的工作过程

• step1：CPU从ring3切换ring0创建线程
• step2：创建完毕,CPU从ring0切换回ring3
• step3：线程执行JVM程序
• step4：线程执行完毕，销毁还得切会ring0

操作系统内存管理

执行空间保护

操作系统有用户空间与内核空间两个概念，目的也是为了做到程序运行安全隔离与稳定，以32位操作系统4G大小的内存空间为例

（编辑：阜阳站长网）

【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容!