进程控制原理

1 什么是进程

     所谓进程，通俗的讲是一个具有独立功能的程序的一次运行活动。相比于进程而言，程序是静态的，如放在磁盘上的程序；而进程是动态的，必须是运行起来的。

    进程特点：动态性，并发性，独立性，异步性

       动态性：由进程的概念可知，进程必须是运行起来的，所以具有动态性。

    并发性：对于多个进程而言，在同一时间，可以同时执行，称之为并发性。

    独立性：每个进程是独立存在的，称之为独立性。

    异步性：进程与进程之间可以进行异步操作，具有异步效果。

2 进程三态

    在操作系统原理中，一个完整的进程都不可或缺的拥有以下三态：就绪态，执行态，阻塞态。

            

                                  图1 进程三态性

进程执行过程：

    进程一旦创建起来之后，首先进入的状态是就绪态，然后通过进程调度来占有CPU进入执行态，注：假如只有一个CPU，则同一时刻只有一个进程能够占有CPU。进程在运行过程当中若要进行I/O请求，如访问网卡、串口（从串口读取数据，此时串口没有数据可读）等时，则进程会进入阻塞态，等串口有数据并将数据读完(I/O完成)，进程又会跳回就绪态。整个过程为进程的基本流程。

 

3 进程相关概念

    进程互斥：进程互斥是指当有若干个进程要使用某一共享资源（临界资源）时，任何时刻最多允许一个进程使用，其他使用资源的进程必须等待,直到占用该资源的进程释放该资源为止。

            临界资源：操作系统中将一次只允许一个进程访问的资源称为临界资源。

      临界区：进程中访问临界资源的那段程序代码称为临界区。为实现对临界资源的互斥访问，应保证诸进程互斥的进入各自的临界区。

      进程同步：一组并发进行按照一定顺序执行的过程称为进程间的同步。具有同步关系的一组并发进程称为合作进程，合作进程间互相发送的信号称为消息或事件。如工厂商品流程：生产，测试，包装，出售，这几个过程就是进程同步，先生产再测试，再包装，再出售。

      进程调度：按照一定算法，从一组待运行的进程中选出一个来占有CPU运行。

4 进程调度方式  

              

                  图2 进程调度方式 

 

    各调度方式如图3所示：

 

 

                  图3 进程调度方法及示意图

 

    以上为进程的相关概念，主要参考国嵌视频讲座   课程2（嵌入式LINUX应用开发班）\第3天（进程控制）\国嵌应用班-3-1（进程控制原理）.avi的相关内容。如若有无之处，望大家能够指正，达到共同学习目的。

 

进程死锁：多个进程因竞争资源而形成一种僵局，若无外力作用，这些进程都将永远无法再向前推进。

死锁示意图如图 4所示：

 

                   

    图4 进程死锁示意图（实线为已占有资源，虚线为待占有资源）