本文來自微信公眾號：編程技術(shù)宇宙 （ID：xuanyuancoding），作者：軒轅之風(fēng) O
大家好，我是軒轅。
今天花幾分鐘跟大家分享一個(gè)很有意思又能漲知識(shí)的問題：電腦死機(jī)的時(shí)候到底在干什么？
電腦死機(jī)，應(yīng)該每個(gè)接觸計(jì)算機(jī)的小伙伴都經(jīng)歷過吧。
尤其是早些年，電腦配置還沒現(xiàn)在這么高的時(shí)候，多開幾個(gè)重量級應(yīng)用程序，死機(jī)就能如約而至，就算你把鍵盤上的 CTRL+ALT+DELETE 按爛了，任務(wù)管理器也出不來，最后只能默默含淚長按關(guān)機(jī)按鈕，強(qiáng)制關(guān)機(jī)。
那么，你有沒有想過，電腦在死機(jī)的時(shí)候，它到底在干嘛呢？
眾所周知，計(jì)算機(jī)的核心中樞是中央處理器 CPU。上過計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的同學(xué)都被教導(dǎo)過：CPU 是一根筋死腦筋，只知道不斷的取出指令來一條條執(zhí)行，直到關(guān)機(jī)方休。
所以理論上，死機(jī)分為兩種，一種是 CPU 罷工不干了，不再執(zhí)行下一條指令了，這屬于硬件死機(jī)，不過這種情況基本不會(huì)發(fā)生。
更多的是軟件層面的死機(jī)，也就是 CPU 被困在了某個(gè)地方出不來了，導(dǎo)致本該執(zhí)行的程序得不到執(zhí)行，看起來就是死機(jī)了一般。
聰明的你可能馬上想到，如果寫一個(gè)死循環(huán)，把 CPU 陷在里面出不去，是不是就能死機(jī)了？比如這樣：
void dead_loop() {
while (1) {
...
}
}你可以試一下，會(huì)發(fā)現(xiàn)為 CPU 降溫的風(fēng)扇可能會(huì)轉(zhuǎn)起來，但計(jì)算機(jī)依舊能正常工作，并沒有死機(jī)。
死循環(huán)，CPU 不是應(yīng)該一直在這里轉(zhuǎn)圈嗎？難道不會(huì)死機(jī)？
這就不得不提到一個(gè)概念：中斷。
中斷
中斷這個(gè)概念，絕對是計(jì)算機(jī)史上最偉大的發(fā)明之一。
中斷，顧名思義，用于打斷 CPU 正常的工作，讓它去執(zhí)行別處的指令程序。
操作系統(tǒng)之所以能夠掌控全局，就得益于它啟動(dòng)時(shí)給 CPU 安插的一系列的中斷處理函數(shù)（比如我們最常見的時(shí)鐘中斷），好讓操作系統(tǒng)能周期性的收回 CPU 的執(zhí)行權(quán)，調(diào)度別的線程來執(zhí)行。
所以，即便你某個(gè)線程進(jìn)入了死循環(huán)，在你的時(shí)間片用完之后，也得乖乖交出 CPU，讓別的程序來執(zhí)行。
想用一個(gè)死循環(huán)就把電腦搞死機(jī)，那自然是不可能的。
其實(shí)想來也是，如果這么容易就給你搞死機(jī)了，那這操作系統(tǒng)也太菜了吧，新手如果剛學(xué)編程，還不得一天強(qiáng)制重啟電腦十幾回？
退一萬步講，就算不考慮中斷的影響，現(xiàn)在的 CPU 大都是多核，一個(gè)線程進(jìn)入死循環(huán)，但還有別的核可以參與系統(tǒng)調(diào)度，也依然不會(huì)死機(jī)。
那么回到開始的問題，那到底 CPU 被困在了哪里出不來，連中斷都拿它沒辦法呢？
其實(shí)有兩種情況：
1、中斷確實(shí)拿它沒辦法
很多人都知道中斷的概念，但很多人不知道，中斷也是有優(yōu)先級的。
這很容易理解，比如 CPU 正在執(zhí)行程序，突然發(fā)生了一個(gè)中斷事件。CPU 保存好當(dāng)前執(zhí)行的上下文，轉(zhuǎn)頭去處理這個(gè)中斷事件，但剛處理到一半兒，這時(shí)又有一個(gè)新的中斷事件來了，那 CPU 怎么辦？要不要響應(yīng)？
所以中斷也有優(yōu)先級之分，低優(yōu)先級的中斷無法打斷高優(yōu)先級的中斷。
有了這個(gè)前提來試想一下，如果由于操作系統(tǒng)內(nèi)核代碼寫的不當(dāng)，在處理某個(gè)中斷的時(shí)候陷入了死循環(huán)，比如自旋鎖，會(huì)發(fā)生什么？
因?yàn)樵谔幚碇袛嗟臅r(shí)候，CPU 運(yùn)行在一個(gè)很高的優(yōu)先級上，一般的中斷是無法把執(zhí)行權(quán)搶過去的，這就導(dǎo)致這顆 CPU 核心成為了“植物人”，怎么叫它都沒反應(yīng)了。
2、中斷能搶到 CPU，但發(fā)現(xiàn)沒有線程可以調(diào)度
程序員們對死鎖這個(gè)概念應(yīng)該不陌生，兩個(gè)線程 A 等待 B，B 等待 A，兩個(gè)線程互相等待對方讓步（釋放鎖），形成僵持局面，最后成為死鎖。
如果死鎖發(fā)生在應(yīng)用層面，那問題不大，最多就是兩個(gè)程序死了。但如果發(fā)生在內(nèi)核呢？
比如在 Windows 操作系統(tǒng)內(nèi)核中，就有大量的全局性的鎖，一個(gè)不小心造成死鎖，其他想要的線程都得進(jìn)入等待隊(duì)列，那就涼涼了。
引用一段另一位大神 Tim Chen 的描述（我覺得特別形象）：
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