3进程_线程管理

1.2
访问进程
进程的组成
Linux中的 中的PCB块又称为 块又称为task struct结构， 结构， 中的 块又称为 结构 Linux根据系统物理内存的大小限制已打开进程 根据系统物理内存的大小限制已打开进程 的总数目。系统每次访问一个进程时， 的总数目。系统每次访问一个进程时，内核根 在进程表中查找相应的进程PCB块(具体 据PID在进程表中查找相应的进程 在进程表中查找相应的进程 块 具体 查找过程通过一个PID的hash表实现 ，再通过 表实现)， 查找过程通过一个 的 表实现 PCB块找到其对应的代码段与数据段，并进行 块找到其对应的代码段与数据段， 块找到其对应的代码段与数据段 操作。 操作。
进程是系统中程序执行和资源分配的基本单位。 进程是系统中程序执行和资源分配的基本单位。每个进程 都拥有自己的数据段、代码段和堆栈段， 都拥有自己的数据段、代码段和堆栈段，这就造成了进程 在进行切换等操作时都需要有比较负责的上下文切换等动 作。为了进一步减少处理机的空转时间支持多处理器和减 少上下文切换开销，进程在演化中出现了另一个概念—— 少上下文切换开销，进程在演化中出现了另一个概念 线程。它是一个进程内的基本调度单位， 线程。它是一个进程内的基本调度单位，也可以称为轻量 级进程。线程是在共享内存空间中并发的多道执行路径， 级进程。线程是在共享内存空间中并发的多道执行路径， 它们共享一个进程的资源，如文件描述和信号处理。因此， 它们共享一个进程的资源，如文件描述和信号处理。因此， 大大减少了上下文切换的开销。 大大减少了上下文切换的开销。 同进程一样，线程也将相关的变量值放在线程控制表内。 同进程一样，线程也将相关的变量值放在线程控制表内。 一个进程可以有多个线程， 一个进程可以有多个线程，也就是有多个线程控制表及堆 栈寄存器，但却共享一个用户地址空间。要注意的是， 栈寄存器，但却共享一个用户地址空间。要注意的是，由 于线程共享了进程的资源和地址空间，因此， 于线程共享了进程的资源和地址空间，因此，任何线程对 系统资源的操作都会给其他线程带来影响，因此， 系统资源的操作都会给其他线程带来影响，因此，多线程 中的同步就是非常重要的问题了。 中的同步就是非常重要的问题了。
2.1
进程状态
UNINTERRUPTABLE
不可中断阻塞状态。 不可中断阻塞状态。处于这种状态的进程 正在等待队列中，当资源有效时， 正在等待队列中，当资源有效时，可由操作系 统进行唤醒，否则，将一直处于等待状态。 统进行唤醒，否则，将一直处于等待状态。
INTERRUPTABLE
可中断阻塞状态。 可中断阻塞状态。与不可中断阻塞状态一 处于这种状态的进程也在等待队列中， 样，处于这种状态的进程也在等待队列中，当 资源或者唤醒信号有效时， 资源或者唤醒信号有效时，可以由操作系统进 行唤醒。 行唤醒。
2.3
进程调度
进程调度
1. 进程创建时的状态为 进程创建时的状态为UNINTERRUPTIBLE，在fork() ， 2. 3.
结束前被父进程唤醒后，变为 。 结束前被父进程唤醒后，变为RUNNING。 RUNNING状态的进程被移到就绪队列中，适当时候 状态的进程被移到就绪队列中， 状态的进程被移到就绪队列中 按处理机调度算法选中， 由schedule()按处理机调度算法选中，获得处理机。 按处理机调度算法选中 获得处理机。 获得处理机若申请不到某个资源，则调用sleep()进 获得处理机若申请不到某个资源，则调用 进 行休眠， 挂到相应的等待队列， 行休眠，其PCB挂到相应的等待队列，状态变为 挂到相应的等待队列 UNINTERRUPTIBLE或INTERRUPTIBLE。sleep() 或 。 将调用schedule()函数把休眠进程释放的处理机分配 将调用 函数把休眠进程释放的处理机分配 给就绪队列中的某个进程。 给就绪队列中的某个进程。
运行态
Linux进程状态转换
2.1 进程状态
RUNNING
正在运行，或者在就绪队列中等待运行的进程。 正在运行，或者在就绪队列中等待运行的进程。 也就是上面提到的运行态和就绪态进程的综合。 也就是上面提到的运行态和就绪态进程的综合。 一个进程处于RUNNING状态，并不代表它一定在 状态， 一个进程处于 状态 被执行。某个特定时刻，这些处于RUNNING状态 被执行。某个特定时刻，这些处于 状态 的进程之中，只有一个能够得到处理机， 的进程之中，只有一个能够得到处理机，而其他 进程必须在一个就绪队列中等待。 进程必须在一个就绪队列中等待。
数据段(data segment)存放进程的数据结构 数据段 用户堆栈(stack) 用户堆栈
1.2
进程的组成
进程表 进程表 (process table) 将系
统中所有的PCB块联系起来。 块联系起来。 统中所有的 块联系起来
PCB
PCB
PCB
…Test Data …Test Data
…Test…
2.3
进程调度
4. 状态为 状态为INTERRUPTIBLE的休眠进程当它申请的资源 的休眠进程当它申请的资源
2
进程调度
内容简介： 内容简介：
进程状态 进程调度
2.1
进程状态
进程是一个动态的实体， 进程是一个动态的实体，故而它是有生命 一般来说，所有进程都要经历以下3种 的。一般来说，所有进程都要经历以下 种 状态。 状态。 就绪(ready)态 阻塞(blocked)态
运行态
2.1
进程状态
就绪态 指进程已经获得所有所需的其他资源，并正在申请 指进程已经获得所有所需的其他资源，
1 进程概念与组成
1.1 进程概念
进程和线程简介
进程和线程是调度的基本单位 进程和线程是调度的基本单位 ： 进程和线程的管理是操作系统中的核心部 分。 线程描述进程内的执行, 线程描述进程内的执行 负责执行包含在 进程的地址空间中的代码。 进程的地址空间中的代码。
人们对进程有过各种各样的定义。 人们对进程有过各种各样的定义。现列举较为著名 的几种。 的几种。 （1）进程是一个独立的可调度的活动 ） （2）进程是一个抽象实体，当它执行某个任务时， ）进程是一个抽象实体，当它执行某个任务时， 将要分配和释放各种资源 （3）进程是可以并行执行的计算部分。 ）进程是可以并行执行的计算部分。 以上进程的概念都不相同，但其本质是一样的。它 以上进程的概念都不相同，但其本质是一样的。 指出了进程是一个程序的一次执行的过程。 指出了进程是一个程序的一次执行的过程。它和 程序是有本质区别的，程序是静态的， 程序是有本质区别的，程序是静态的，它是一些 保存在磁盘上的指令的有序集合， 保存在磁盘上的指令的有序集合，没有任何执行 的概念；而进程是一个动态的概念， 的概念；而进程是一个动态的概念，它是程序执 行的过程，包括了动态创建、 行的过程，包括了动态创建、调度和消亡的整个 过程。它是程序执行和资源管理的最小单位。 过程。它是程序执行和资源管理的最小单位。因 对系统而言， 此，对系统而言，当用户在系统中键入命令执行 一个程序的时候，它将启动一个进程。 一个程序的时候，它将启动一个进程。
处理机资源，准备开始运行。 处理机资源，准备开始运行。
阻塞态 又称休眠状态或者等待状态。指进程因为需要等待 又称休眠状态或者等待状态。
所需资源而放弃处理机，或者进程本不拥有处理 所需资源而放弃处理机， 且其他资源也没有满足， 机，且其他资源也没有满足，从而即使得到处理机 资源也不能开始运行。 资源也不能开始运行。 指进程得到了处理机，不需要等待其他任何资源， 指进程得到了处理机，不需要等待其他任何资源， 正在执行的状态， 正在执行的状态， 此时进程才可使用申请的资源
2.1
STOPPED
进程状态
挂起状态。进程被暂停， 挂起状态。进程被暂停，需要通过其他进 程的信号才能被唤醒。 程的信号才能被唤醒。 导致这种状态的原因有两种： 导致这种状态的原因有两种： 1.是受到了相关信号 是受到了相关信号(SIGSTOP、STP、 是受到了相关信号 、 、 SIGTTIN 或SIGTTOU)的反应。 的反应。 的反应 2.是受到父进程 是受到父进程ptrace调用的控制，而暂 调用的控制， 是受到父进程 调用的控制 时将处理机交给控制进程。 时将处理机交给控制进程。
1.2
进程的组成
作为申请系统资源的基本单位， 作为申请系统资源的基本单位， 进程必须有一个对应的物理内存 空间，要对其进行高效的管理， 空间，要对其进行高效的管理， 首先要用数据结构对空间进行描 述。
1.2
进程编号
进程的组成
进程以进程号PID(process ID)作为标识。任 作为标识。 进程以进程号 作为标识 何对进程的操作都要有相应的PID号。 何对进程的操作都要有相应的 号 每个进程都属于一个用户，进程要配备其所 每个进程都属于一个用户， 属的用户编号UID。 属的用户编号 。 每个进程都属于多个用户组， 每个进程都属于多个用户组，所以进程还要 配备其归属的用户组编号GID的数组 。 的数组 配备其归属的用户组编号
1.1
进程概念
进程的三个重要特性 独立性 进程是系统中独立存在 的实体， 的实体，它可以拥有自己独立的资 比如文件和设备描述符等。 源，比如文件和设备描述符等。未 经进程本身允许，其他进程不能访 经进程本身允许， 问到这些资源。 问到这些资源。
1.1
进程概念
动态性 程序只是一个静态的指令集合 只是一个静态的指令集合， 程序只是一个静态的指令集合，而 进程是一 进程是一 个正在系统中活动的指令 集合在进程中加入了时间的概念。 集合在进程中加入了时间的概念。进 程具有自己的生命周期和各种不同的 状态。 状态
Hale Waihona Puke 1.2进程上下文进程的组成
运行进程的环境称为进程上下文(context) 运行进程的环境称为进程上下文 进程的上下文组成 进程控制块PCB包括进程的编号、状态、优先级以 包括进程的编号、状态、 进程控制块