2.进程基础知识

合集 - 操作系统(11)

1.1.操作系统概论2023-12-05

2.2.进程基础知识2023-12-06

3.3.进程的调度2023-12-074.4.进程同步与互斥2023-12-205.5.经典进程同步问题2023-12-206.6.死锁2023-12-217.7.内存管理基础+连续分配2023-12-228.8.非连续存储分配(基本分页、请求分页、基本分段、段页式)2023-12-239.9.文件管理2023-12-2410.10.磁盘的组织与管理2023-12-2411.11.输入输出系统2023-12-24

收起

• 进程管理逻辑图

  

  进程的发展

  

  引入进程的原因

  为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并对并发执行的程序加以控制和描述
  （影响：使多个程序能够并发执行）

  进程的定义

  1. 进程是程序的一次执行
  2. 进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动
  3. 进程是具有独立功能的程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位
  4. 在引入了进程实体的概念后，我们可以把传统OS中的进程定义为"进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位"

  引入进程后造成的问题

  1. 如何细分状态？如何控制状态间的转变？
  2. 多进程环境下，如何调度进程？
  3. 同步与互斥问题
  4. 死锁问题

  进程的特征

  1. 动态性(最基本特征)：状态转换
  2. 并发性：多个进程在一段时间内同时运行
  3. 独立性：独立运行、独立获得资源、独立调度
  4. 异步性：按照各自的不可预知的速度向前推进
  5. 结构性：程序段、数据段和PCB构成进程实体

  进程间通信

  • 低级通信：PV操作
  • 高级通信：共享存储、消息传递、管道通信

  进程与程序的区别

  1. 程序是静态的，进程是动态的

  2. 进程是程序的一次执行过程

  3. 进程和程序不是一一对应，一个程序可对应多个进程（浏览器多开网页），一个进程可对应多个程序（UI进程渲染QQ、360）

  程序	进程
  静态的:有序代码的集合,是永久的，对应着文件、可复制	动态的:程序的执行，有生命期、临时的，是一个状态变化的过程
  组成:代码集合	组成:程序、数据和PCB
  不支持并发	支持并发
  不能作为独立单位参与运行	具有独立性
  通过多次执行，一个程序可对应多个进程	通过调用，一个进程可包括多个程序

  进程的组成

  程序段+数据段+PCB（进程控制块 Process Control Block）

  • PCB是进程存在的唯一标志
  

  进程的状态转换 （便于OS监控、调度）

  三种基本状态：就绪、执行、阻塞

  引入创建和终止状态后，进程的状态转换图：

  

  引入挂起状态：

  • 原因：

    1. 终端用户的请求
    2. 父进程请求
    3. 负荷调节的需要
    4. 操作系统的需要

  • 具有挂起状态的进程状态及转换图：

  

进程间通信（IPC —— Inter-Process Communication）

• 剪切板——共享存储
• 消息缓冲队列——直接消息传递

线程

• 引入线程后，进程是资源分配的基本单位,，线程是CPU调度和分派的基本单位
• 线程是轻量级进程
• 线程是进程的一个运行实体
• 线程没有独立的地址空间(内存空间)
• 线程是由进程创建的
• 一个进程可以拥有多个线程
• 线程的动态的，具有就绪，执行和阻塞三个基本状态
• 线程自己不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源，但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源