为什么现代抢占式多任务操作系统在 CPU 加载时挂起？

Question

这是一个开放式问题，有很多可能的答案，但也许我忽略了一件大事。如果没有，也许这个问题应该是社区维基。

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我不经常使用其他操作系统来判断，但肯定在所有版本的 Windows 上，当应用程序与 CPU 挂钩时，操作系统可能会陷入困境。早期版本可以理解，具有协作多任务处理。

但是，对于抢先式多任务处理，操作系统是否应该将自身及其 GUI 置于更高的优先级，以便即使在用户应用程序要求充分利用 CPU时也能保持响应？毕竟，操作系统不具有放弃任何时间段。在大多数情况下，我不在乎需要几分钟 CPU 时间的应用程序会延迟几微秒，以便 OS GUI 可以响应输入。

有时将高 CPU 进程设置为较低的优先级会有所帮助，这可能是因为这样可以让我与之交互的其他低 CPU 应用程序响应更快，从而使整体体验看起来更具响应性。或者应用程序的优先级真的会影响它与操作系统进程的交互方式吗？

当我有足够的物理内存并且没有大量使用硬盘时，我已经多次看到这种情况。当操作系统标记时，CPU 使用率似乎是主要的一致元素。

一个反例：通常当系统几乎完全挂起时，鼠标保持响应。所以操作系统确实保护这部分本身免受一些问题的影响。究竟如何是一个单独的问题，我只是举个例子。

Answer 1

真正能让“现代多任务操作系统”之一真正挂起的唯一事情是：

1. 硬件故障
2. CPU 卡在设备驱动程序中（因为 1 或错误的编程）
3. 设备驱动程序或其他内核代码中的致命异常（由于 1 或错误的编程）

多任务操作系统中的操作系统总是会在时间片结束时切断任务。但是，如果程序设计为响应用户输入，但在其时间片内不响应，则问题出在程序上

更有可能是外壳没有响应。在 Windows 中，这是explorer.exe. 您可以尝试以下操作：

• 替代的 Windows shell（Litestep 等）
• 杀死所有 explorer.exe 的 via taskmgr.exe，然后启动 ，然后cmd.exe通过命令行执行您的操作。或者启动一个旨在启动其他程序的较小程序。

explorer.exe是那些高度组件化的 Windows 程序之一，很多东西都可以挂钩。所以看看没有它的情况。

Answer 2

就Windows而言，Windows 7在这类事情上比XP做得更好，所以我不同意你的说法“所有版本的Windows”。但即使使用 XP，当您使用操作系统的客户端版本时，Windows 也会为前台应用程序提供一些额外的优先级（默认情况下）。但无论哪个操作系统版本，如果多个进程都陷入等待同一个共享资源（可能是 I/O）的状态，那么它们都会表现得无响应。

另一种看待此问题的方法是，如果 explorer.exe 正忙于等待共享资源（包括 CPU 时间），那么桌面/窗口管理器本身将表现得无响应。对于任何直接或间接等待 explorer.exe 释放的应用程序也是如此。