关于计算机中上下文概念的理解
今天学习openssl,接触到 SSL CTX 上下文处理接口 与 SSL 通信接口,从上学开始的操作系统课程就开始接触上下文这个概念,但是一直不理解,今天梳理下。
“上下文”在计算机科学中是一个通用的概念,用来描述某些操作、对象或系统在特定环境中运行所需要的状态或信息。它的核心含义是:为了完成某个任务,需要在当前场景下所提供的一切信息或条件。为了能更轻松地理解上下文,用通俗的语言解释下述几个典型场景:
1. openssl的上下文处理接口
例子: 你在用openssl进行加密或解密时,需要保存加密算法、密钥、初始向量(IV)等信息。
上下文: 这里的上下文就是存储这次加密操作所需的所有信息的一个“容器”(如结构体)。你可以把它想象成一个“加密配置包”,它记录了加密工具需要用到的参数,比如“你用什么算法?密钥是多少?其他设置是什么?”。这个配置包让openssl知道每次操作需要用到什么,而不用你每次从头提供。
2. 进程上下文(计算机中的进程上下文)
例子: 假如你的电脑正在运行一个程序,比如浏览器。此时系统可能会同时运行多个程序(比如音乐播放器、聊天软件等)。
上下文: 每个程序都有自己的运行状态,比如寄存器的值、内存分配、打开的文件等。操作系统会给每个程序分配一个“进程上下文”,来保存这些状态。当操作系统在不同程序之间切换时,它会暂停当前程序,把它的状态保存下来,然后恢复另一个程序的状态。这种切换就像暂停一个游戏,然后继续另一个游戏,游戏的状态(存档)就是它的上下文。
3. 函数调用上下文
例子: 你写了一个函数 add(a, b)
来做加法,而在程序运行中调用了这个函数。
上下文: 函数上下文包含了调用时需要的信息,比如函数的输入参数(a
和 b
)、局部变量,以及调用后返回的地址。你可以把它理解为“函数运行时的小环境”,它记录了函数需要的所有信息,让程序知道在哪里开始、如何执行,以及如何返回。
4. 多线程上下文
例子: 假设你有一个程序需要同时做两件事,比如一个线程负责下载文件,另一个线程负责显示进度。
上下文: 每个线程都有独立的运行状态,比如它自己的程序计数器、寄存器、堆栈指针等。多线程的上下文就相当于为每个线程提供一个单独的“工作台”,记录它正在做什么。如果系统需要在多个线程之间切换,就需要保存当前线程的上下文,恢复下一个线程的上下文。
5. 内存管理上下文
例子: 在操作系统中,不同的程序不能随意访问彼此的内存。
上下文: 每个程序都有自己的内存管理上下文,它定义了程序可以访问哪些内存区域(比如栈、堆等)。这个上下文就像是一张“内存使用地图”,帮助操作系统管理不同程序的内存访问权限。
通俗总结:
上下文就是某件事情的**“小环境”或“背景信息”**,它包含了完成这件事情所需的所有信息。
- 在加密中,它是工具的参数。
- 在进程中,它是程序的运行状态。
- 在函数调用中,它是函数的输入、输出和局部信息。
- 在多线程中,它是每个线程独立的“运行记录”。
- 在内存管理中,它是内存使用的规则和范围。
这样,一个系统或程序在复杂环境下运行时,就可以通过保存和切换上下文,保证不同任务彼此独立且有序地进行。