大家好，我是軒轅。

今天花幾分鐘跟大家分享一個很有意思又能漲知識的問題：電腦死機(jī)的時候到底在干什么？

電腦死機(jī)，應(yīng)該每個接觸計算機(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)在這么高的時候，多開幾個重量級應(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)的時候，它到底在干嘛呢？

眾所周知，計算機(jī)的核心中樞是中央處理器CPU。上過計算機(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，會發(fā)現(xiàn)為CPU降溫的風(fēng)扇可能會轉(zhuǎn)起來，但計算機(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？難道不會死機(jī)？

這就不得不提到一個概念：中斷。

中斷

中斷這個概念，絕對是計算機(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，就得益于它啟動時給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，即便你某個線程進(jìn)入了死循環(huán)，在你的時間片用完之后，也得乖乖交出CPU，讓別的程序來執(zhí)行。

想用一個死循環(huán)就把電腦搞死機(jī)，那自然是不可能的。

其實想來也是，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)制重起電腦十幾回？

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？

其實有兩種情況：

1.中斷確實拿它沒辦法

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)頭去處理這個中斷事件，但剛處理到一半兒，這時又有一個新的中斷事件來了，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)，在處理某個中斷的時候陷入了死循環(huán)，比如自旋鎖，會發(fā)生什么？

因為在處理中斷的時候，CPU運行在一個很高的優(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概念應(yīng)該不陌生，兩個線程A等待B，B等待A，兩個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，一個不小心造成死鎖，其他想要的線程都得進(jìn)入等待隊列，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）：