操作系统与进程
操作系统与进程
操作系统知识：
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作用：
- 控制软硬资源
- 调度进程，使进程有序
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多道技术
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产生背景
针对单核，实现宏观上并发
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什么是多道？
内存中存放多个程序
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宏观/微观
- 宏观上并行：多个程序在同时运行
- 微观上串行：实际上多道程序轮流使用cpu
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时空上的复用
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时间上复用：切换+保存状态
遇到io操作切换、占用cpu时间长切换
切换时保存状态，下次运行时接着上次的状态继续运行
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空间上复用：
内存中同时存放多个程序
使用同一套硬件资源
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进程知识：
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什么是进程？
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是操作系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础，进程是线程的容器
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狭义、广义：
狭义定义：是正在运行的程序的实例（an instance of a computer program that is being executed）
广义定义：是一个具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动
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理论角度、实现角度
理论角度：是对正在运行的程序过程的一种抽象
实现角度：是一种数据结构，刻画动态系统内部规律
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进程的本质
本质是程序在多道程序系统中一次执行过程。
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进程特征？
- 动态性：动态创建动态消亡
- 并发性：可同其他进程一起并发执行
- 独立性：是一个能独立运行的基本单位
- 异步性：进程按各自独立的速度往前执行。
- 结构特征：数据、程序、进程控制块三部分组成。
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进程与程序的区别
程序：数据和指令的集合，静态，永久，作为文件资料长期存在
进程：程序在处理机上的一次执行过程，动态，短暂，有一定生命周期
注意：同个程序运行两次，就会产生两个进程。
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进程的调度算法
- 先来先服务（FCFS）：有利于长作业（进程），不利于短作业（进程）
- 短作业优先：短进程优先调度，不利于长作业
- 时间片轮转：将cup处理时间分成固定大小时间片，进程用完时间片时还没执行完，就排到末尾等待下一次调度。
- 多级反馈队列：设置多个队列，赋予不同优先级。
- 新进程进入内存，放入第一队列，按FCFS调度。
- 不能在分配的时间片内完成，降入第二队列，继续按FCFS调度。
- 依次降级时，按时间片轮转运行。
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进程调度：时间片轮转法+多级反馈队列
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进程的并发与并行
并发：看起来像同时运行
并行：真正意义上的同时运行
单核计算机不能实现并行，但可以实现并发。
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进程的三种状态
就绪：进程分配到处cpu之外的所有资源
运行：进程获得处理机。执行完一个时间片进程还未运行完，变成就绪态。
阻塞：等待某个事件发生，放弃处理机。I/O操作，等待信号，申请缓冲区等。
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同步、异步、阻塞、非阻塞
同步、异步: 针对任务的提交方式
同步：一个任务依赖另一个任务，只有等待被依赖的任务完成，该任务才能算完成，可靠。
异步：不需要等待被依赖的任务完成，任务也可以完成，不可靠。
阻塞、非阻塞：针对程序运行状态
阻塞：程序的阻塞态
非阻塞：程序处于就绪、运行态
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进程的两种创建方式
直接使用Process的实例
继承Process，重写run方法
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僵尸进程、孤儿进程
僵尸进程：任何进程都会变成僵尸进程
孤儿进程：父类进程意外死亡
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守护进程
p.daemon = True ，必须在start之前创建
会在主进程运行结束之后结束
不发创建子进程
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互斥锁
acquire() 抢锁
release() 释放锁
