上下文切換
當運行不同程序，程序以進程的形式在OS中運行。各個進程之間共享CPU資源，不同時間需要切換不同進程去CPU執行。上下文Context切換switch。
進程的上下文切換就切換進程所用到寄存器，寄存器和CPU緊密相連，也就意味着如果在OS裏實現進程切換的話，需要去關注OS所在的CPU到底具有哪些寄存器，以及這些寄存器哪些是被我們進程使用的、在進程運行的時候我們需要哪一些寄存器。比如棧指針知道調用關係和相應局部變量的位置，程序寄存器進程執行在什麼地方。
這些信息在進程切換時需要保存在PCB中的某個位置，這樣當運行另一個進程時，我們這個把寄存器從另一個進程的PCB中取出，然後恢復到CPU裏去，把寄存器資源重新賦好。使得接下來的進程可以繼續在CPU裏執行，這就是一個大致的CPU上下文切換。
進程切換涉及到進程A和進程B兩個進程，進程A執行到一定階段後OS決定讓B繼續執行。這個時候進程A需要把它的Context各種寄存器信息保存着PCB中，然後把另一個進程的PCB中保存的上下文信息恢復到CPU中去，這個來回過程就完成了上下文切換。這些過程和我們硬件緊密相連，所以在實際實現中基本上都是用匯編代碼來寫的。上下文切換的開銷是很關鍵的，我們希望它的開銷越小越好，這樣進程把更多的時間用在執行而不是切換。
那麼我們就需要知道哪些進程能夠去做這個切換。【就緒態進程、阻塞態進程和殭屍隊列】
這些能夠在CPU中執行的進程都放在就緒隊列裏，我們需要去放置處於就緒態的進程的鏈表，來便於OS去選擇。這個鏈表我們稱之爲就緒隊列Run Queue。那麼另一些不能馬上佔用CPU執行的進程，他們放入等待隊列。
殭屍隊列：後續詳解。這裏提及概念。
進程控制
創建進程
不同的操作系統中，進程創建的API不同。
Linux採取fork和exec兩個系統調用來完成新進程創建。
fork複製的兩個進程，他們執行的程序一樣，但是有一個變量不同。就是進程的ID——PID，父進程是原來執行的進程的ID，子進程是新分配的ID。
完成複製之後，接下來由加載exec把新程序加載到內存，重寫當前進程，也就說新創建子進程。此時的PID沒有改變。系統調用返回時，返回兩個進程且第二個進程已經變成一個新的程序在運行。
exec想讓當前的進程執行新的程序，當他執行新的程序後，所有的地址空間的代碼和數據都變成了新的程序裏存的內容了。
加載和執行進程
當執行fork後，返回值-1.代表當前執行的地址空間是在指定的地址空間執行的，接着就是exec執行。printf做一個提醒作用，如果說執行了exec後，其實當前子進程的代碼段已經被覆蓋，也就意味着printf會被新程序覆蓋，也就說這句話不會被執行。如果執行了這句話，那就說明出了問題，比如exec執行失敗了。
如果pid大於0，意味着當前執行空間是在父進程，他會執行else內的代碼。最後還有一個wait（pid）等待子進程結束，因爲pid代表子進程的PID，pid是存在PCB中表示進程ID的變化。假設wait返回意味着子進程結束了。PID的fork返回值可以有三種狀態，大於/等於/小於零。
當pid小於0，則fork是一個失敗的系統調用，這時候就不應該再執行wait。所以應該修改爲
else if(pid>0){
...
}
這個圖可以直觀看出執行fork和exec後的變化。當執行exec時，代碼數據被複制，pid沒變但是代碼變了。
內存中的佈局圖如上，堆棧和代碼段。一旦執行fork和exec後。fork首先創建新進程，新的地址空間，但是fork執行後，子進程的地址空間是完全複製父進程，但是exec執行後，PCB裏的信息已經變化，用戶態的內存空間也有很大的變化，以爲代碼段已經完全被替換。
所以exec的主要作用：
運行一個進程執行不同的控制流。
fork效率高則整個系統效率提升。創建新進程更多的目的是創建新程序。
因爲fork的內存大量拷貝開銷過大，但是exec執行時又會加載新的程序，前面的fork操作就顯得多餘。爲了提高效率，可以通過vfork（虛擬）手段，vfork只複製了一小部分父進程的信息。增加了編程者的負擔。
更好的手段：編程員繼續使用fork，結合內存管理，我們通過虛存管理來有效實現fork機制。Copy on write 寫的時候再進行復制，這樣fork效率就很高。當父進程創建子進程時，如果採用了copy on write 機制，複製時，並沒有真實複製，而只是複製了父進程地址空間的元數據-頁表。父進程或子進程對某數據或者地址單元寫操作時，會觸發一個異常，使得進程完成一個操作——把異常頁複製成兩份，這時候父進程和子進程就分別擁有一個地址空間了。
等待和終止進程
父進程需要等待子進程結束的原因： 當子進程執行完畢如果執行exit退出，OS會根據進程情況回收資源，但是有一個資源很難回收——PCB。執行退出過程時，釋放掉資源，無法回到用戶空間中去執行，但是OS在內核裏在完成回收操作，那麼這個時刻雖然無法在用戶空間執行卻仍在內核空間執行，比如PCB。所以執行完畢後返回，父進程wait操作，根據返回值收到執行完畢的信號，父進程會幫助子進程釋放掉內存中的資源（包括PCB）。
子進程執行完exit且父進程還未執行完wait時，這一段時間內，子進程並沒有釋放且也不處於就緒態、阻塞態等狀態，此時，我們稱子進程處於殭屍（Zombie）狀態。要死還沒死的狀態。殭屍狀態下的進程無法正常工作，只是在等待被父進程回收。
如果父進程先於子進程退出（死亡），也就意味着沒有一個進程wait子進程，殭屍進程會越來越多。root process會定期掃描PCB的鏈表，看是否有進程處於殭屍狀態，則他會代替該進程的父進程完成wait操作，因此使得OS中始終不會有太多的殭屍進程。
5狀態圖到6狀態圖的圖示。
exec和狀態的關係：執行exec時，進程可能處於不同狀態。exec的功能：加載執行程序和運行程序。加載時，會從磁盤把數據讀入內存，這個過程花時間較長，也就意味着可能會出現從執行態到阻塞態來等代碼和數據導入內存。
所以：
Ready <==> Running
Wait ⇒ Ready
Running ⇒ wait
都可以是exec操作。