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深入iOS系统底层之映像文件操作API介绍

iOS系统生成的可执行程序或者动态库文件的存储布局格式被称之为mach-o格式。文件中存放着程序的代码和数据,而程序运行时系统会为其建立一个进程,以及分配虚拟内存空间。同时会把程序文件中的内容加载到虚拟内存地址空间中去,这种加载的方法一般采用内存映射文件的技术来实现。所谓的映像可以理解为将一个程序文件的内容加载到进程虚拟内存中的内容,也就是说进程的映像就是程序磁盘文件在内存中的一个副本。 一般来说一个进程中映像的内容和内存布局结构会和程序文件的内容以及存储布局结构一致,映像的首地址是一个struct mach_header的结构体指针。映像中内容的排列布局和程序文件都是以段(Segment)为单位进行排列的。但是有一些情况映像的内存布局和内容可能会和程序文件的内存布局和内容不一致:

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理解上下文切换带来的性能影响

在多任务操作系统中,为了提高CPU的利用率,可以让当前系统运行远多于CPU核数的线程。但是由于同时运行的线程数是由CPU核数来决定的,所以为了支持更多的线程运行,CPU会把自己的时间片轮流分给其他线程,这个过程就是上下文切换。   导致上下文切换的原因有很多,比如通过wait()、sleep()等方法阻塞当前线程,这时CPU不会一直等待,而是重新分配去执行其他线程。当后续CPU重新切换到当前线程时,CPU需要沿着上次执行的指令位置继续运行。因此,每次在CPU切换之前,需要把CPU寄存器和程序计数器保存起来,这些信息会存储到系统内核中,CPU再次调度回来时会从系统内核中加载并继续执行。简而言之,上下文切换,就是CPU把自己的时间片分配给不同的任务执行的过程。

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作业、进程、线程

大部分操作系统(如Windows、Linux)的任务调度是采用时间片轮转的抢占式调度方式,也就是说一个任务执行一小段时间后强制暂停去执行下一个任务,每个任务轮流执行。任务执行的一小段时间叫做时间片,任务正在执行时的状态叫运行状态,任务执行一段时间后强制暂停去执行下一个任务,被暂停的任务就处于就绪状态等待下一个属于它的时间片的到来。这样每个任务都能得到执行,由于CPU的执行效率非常高,时间片非常短,在各个任务之间快速地切换,给人的感觉就是多个任务在“同时进行”,这也就是我们所说的并发(别觉得并发有多高深,它的实现很复杂,但它的概念很简单,就是一句话:多个任务同时执行)。多任务运行过程的示意图如下:

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