电脑死机的时刻 CPU究竟在做什么

大家好，我是轩辕。

前几天，读者群里有人聊起了一个疑问：计算机为什么死机，死机的时刻CPU在干什么？

我想起之前写过这方面的文章，想着预计有不少新粉没有看过，就挖个坟给大家看看，这个幽默又能涨常识的疑问。

电脑死机，应该每个接触计算机的小同伴都阅历过吧。

尤其是早些年，电脑性能还没如今这么高的时刻，多开几个重量级运行程序，死机就能如约而至，就算你把键盘上的CTRL+ALT+DELETE按烂了，义务治理器也出不来，最后只能默默含泪长按关机按钮，强迫关机。

那么，你有没有想过，电脑在死机的时刻，它究竟在干嘛呢？

妇孺皆知，计算机的外围中枢是中央处置器CPU。上过计算机基础课程的同窗都被教诲过：CPU是一根筋死脑筋，只知道不时的取出指令来一条条口头，直到关机方休。

所以通常上，死机分为两种，一种是CPU罢工不干了，不再口头下一条指令了，这属于配件死机，不过这种状况基本不会出现。

更多的是软件层面的死机，也就是CPU被困在了某个中央出不来了，造本钱该口头的程序得不到口头，看起来就是死机了普通。

痴呆的你或者马上想到，假设写一个死循环，把CPU陷在外面出不去，是不是就能死机了？比如这样：

void dead_loop {  {}}

你可以试一下，会发现为CPU降温的风扇或者会转起来，但计算机照旧能反常上班，并没有死机。

死循环，CPU不是应该不时在这里转圈吗？难道不会死机？

这就不得不提到一个概念：终止。

终止

终止这个概念，相对是计算机史上最平凡的发明之一。

终止，望文生义，用于打断CPU反常的上班，让它去口头别处的指令程序。

操作系统之所以能够掌控全局，就得益于它启动时给CPU安插的一系列的终止处置函数（比如咱们最经常出现的时钟终止），好让操作系统能周期性的收回CPU的口头权，调度别的线程来口头。

所以，即使你某个线程进入了死循环，在你的期间片用完之后，也得乖乖交出CPU，让别的程序来口头。

想用一个死循环就把电脑搞死机，那人造是无法能的。

其实想来也是，假设这么容易就给你搞死机了，那这操作系统也太菜了吧，新手假设刚学编程，还不得一天强迫重起电脑十几回？

退一万步讲，就算不思索终止的影响，如今的CPU大都是多核，一个线程进入死循环，但还有别的核可以介入系统调度，也依然不会死机。

那么回到开局的疑问，那究竟CPU被困在了哪里出不来，连终止都拿它没方法呢？

其实有两种状况：

1、终止确实拿它没方法

很多人都知道终止的概念，但很多人不知道，终止也是有优先级的。

这很容易了解，比如CPU正在口头程序，突然出现了一个终止事情。CPU保留好口头的高低文，转头去处置这个终止事情，但刚处置到一半儿，这时又有一个新的终止事情来了，那CPU怎样办？要不要照应？

所以终止也有优先级之分，低优先级的终止无法打断高优先级的终止。

有了这个前提来试想一下，假设由于操作系统内核代码写的不当，在处置某个终止的时刻堕入了死循环，比如自旋锁，会出现什么？

由于在处置终止的时刻，CPU运转在一个很高的优先级上，普通的终止是无法把口头权抢过去的，这就造成这颗CPU外围成为了“植物人”，怎样叫它都没反响了。

2、终止能抢到CPU，但发现没有线程可以调度

程序员们对死锁这个概念应该不生疏，两个线程A期待B，B期待A，两个线程相互期待对方退让（监禁锁），构成僵持局面，最后成为死锁。

假设死锁出当初运行层面，那疑问不大，最多就是两个程序死了。但假设出当初内核呢？

比如在Windows操作系统内核中，就有少量的全局性的锁，一个不小心形成死锁，其余想要的线程都得进入期待队列，那就凉凉了。

援用一段另一位大神Tim Chen的形容（我感觉特意笼统）：