理解用户态、内核态及系统调用
为了保护系统安全，
操作系统会将内存划分为：系统空间（又叫内核空间）和用户空间，系统空间用于运行OS内核等系统程序，用户空间用于运行用户程序，用户空间进程无法直接访问内核空间，即环境隔离开了。
内核态和用户态：
- 当CPU运行用户空间进程时就处于用户态
- 当CPU运行内核空间进程时就处于内核态
CPU指令划分了特权指令和非特权指令，用户态只能执行非特权指令，内核态可以执行所有指令，保证了用户程序无法“为所欲为” ，从而保护了系统安全。
用户态无法执行特权指令，但有时候用户程序又需要执行特权操作（有需求），因此就有了系统调用。系统调用是OS内核暴露给上层用户程序调用的API，从而使用户程序能够执行特权操作、访问特殊资源。
当用户空间进程进行系统调用时，就会发生上下文切换，CPU切换至内核态，执行内核程序，内核执行完后又会切换回用户态，继续执行用户程序。
详细描述：CPU运行用户空间进程时，当执行了系统调用，就会进行上下文切换，转而运行内核空间进程，所以CPU就从用户态进入了内核态。
其实系统调用可以类比远程服务调用，假设有A B两个服务，服务A只能执行普通的操作（比如，只能查询数据），服务B可以执行特权操作（比如，修改数据），当A服务想修改数据的时候就只能调用服务B来修改数据，这个过程就可以理解成系统调用（相当于用户程序调用系统服务（即操作系统））。
总结，
- 为了保护系统安全，所以有内核空间和用户空间及内核态和用户态之分，内核态权限高，用户态权限低。
- 用户空间进程想执行特权操作，只能通过系统调用实现。
- 用户进程/线程执行系统调用，会发生上下文切换，CPU转而执行内核进程/线程，即CPU进入内核态。
- 封装和暴露API，OS内核封装了如何操作硬件资源等底层操作，并向外暴露了API供外界调用，既保证了系统安全，又实现了高内聚。
