操作系统——进程的状态及转换
1. 为什么要分开就绪和阻塞状态
答:因为就绪态只需要等待处理机,而阻塞态可能在等待输入输出,即使分配给处理机也是徒劳,所以两状态图不妥。对于调度进程,只需要等待就绪队列里的进程,因为阻塞状态可以转换到就绪队列里去。
2. 进程五状态
1) 新状态:进程已经创建,但未被OS接纳为可执行进程。(还没有申请到相应的资源)。
2) 就绪态:进程做好了准备,准备执行(只等待处理机)。
3) 执行状态:该进程正在执行(单处理机,某一时刻仅一个进程占用处理机)。
4) 阻塞状态:等待某事件发生才能执行,如等待I/O完成。
5) 终止状态.
3. 问题:多个进程竞争内存资源
l 内存资源紧张
l 无就绪队列,处理机空闲:I/O速度比处理机速度慢的多,可能出现全部进程阻塞等待I/O。
解决方法
l 交换技术:换出一部分暂时不能运行的进程(阻塞进程)到外存(只换出程序和数据,PCB不换出去),以腾出内存空间,可以调用新进程来执行。
l 虚拟存储技术:每个进程只能装入一部分程序和数据
4. 挂起:进程被交换到外存,状态变为挂起状态
4.1 进程挂起的原因(p91)
l 进程全部阻塞,处理机空闲。
l 系统负荷过重,内存空间紧张。(让其他进程先执行完)
l 操作系统的需要。操作系统可能需要挂起后台进程或一些服务进程,或者某些可能导致故障的进程。
l 终端用户请求。
l 父进程的需求。
4.2 挂起进程的特征
l 不能立即执行
l 可能是等待某事件发生,若是,则阻塞条件独立于挂起条件,即使阻塞事件发生,该进程也不能执行。
n 阻塞和挂起没有联系。
n 如果A进程现在要求输入数据,此时A进程属于阻塞状态,在选择挂起进程的时候,可能先选择阻塞进程(A进程),此时A进程挂起,正在输入数据,输入到内存缓冲区内。当数据输完了,向处理机发送命令数据已经输入完成,阻塞事件解除,但实际上还是挂起,所以仍是挂起态。
l 使之挂起的进程为:自身、父进程、OS。
l 只有挂起它的进程才能使之由挂起状态转换为其他状态。
4.3 阻塞与挂起
l 进程是否等待时间:阻塞与否。
l 进程是否被换出内存:挂起与否。
4.4 四种状态组合
l 就绪:进程在内存,准备执行。
l 阻塞:进程在内存,等待事件。
l 就绪/挂起:进程在外存,只要调入内存即可执行。
l 阻塞/挂起:进程在外存,等待事件。
4.5 处理机可调度执行的进程有两种
l 新创建的进程
l 或换入一个以前挂起的进程
通常为避免增加系统负载,系统会换入一个以前挂起的进程执行。
4.6 具有挂起状态的进程状态转换
l 阻塞 → 阻塞/挂起:OS通常将阻塞进程换出,以腾出内存空间
l 阻塞/挂起→ 就绪/挂起:当阻塞/挂起进程等待的事件发生时,可以将其转换为就绪/挂起。
l 就绪/挂起→ 就绪:OS需要调入一个进程执行。
l 就绪 → 就绪/挂起:一般,OS挂起阻塞进程。但是有时也会挂起就绪进程,释放足够的内存空间。
l 新 → 就绪/挂起(新→ 就绪):新进程创建后,可以插入到就绪队列或就绪,挂起队列,若无足够的内存分配给新进程,则需要新→ 就绪/挂起。