02-第二章进程管理复习总结

七、 内核支持线程和用户级线程
线程按其实现方式可分为内核支持线程 和用户级线程两类。 和用户级线程两类。在学习时应了解以下两 个方面的内容： 个方面的内容： 什么是内核支持线程。 （１） 什么是内核支持线程。内核支持线程 被保存在核心空间中， 的 TCB 被保存在核心空间中，它的运行需获 得内核的支持。 得内核的支持。 什么是用户级线程。 （２） 什么是用户级线程。用户级线程是在 用户空间实现的。而用LWP将用户级线程和 用户空间实现的。而用 将用户级线程和 核心支持线程结合起来（ 核心支持线程结合起来（即内核控制的用户 线程）， ），此时它便具有了内核支持线程的所 线程），此时它便具有了内核支持线程的所 有属性。 有属性。
信号量的物理意义。 （２） 信号量的物理意义。一个信号量 S通常对应 通常对应 于一类临界资源，在学习时， 于一类临界资源，在学习时，读者必须理解 S.value的值在物理上有什么特殊的含义，而每 的值在物理上有什么特殊的含义， 的值在物理上有什么特殊的含义 操作又分别意味着什么， 次wait和signal操作又分别意味着什么，故必须 和 操作又分别意味着什么 分别对S.value进行什么操作。 进行什么操作。 分别对 进行什么操作 用信号量实现互斥。 （３） 用信号量实现互斥。为了实现进程对临界资 源的互斥访问， 源的互斥访问，需为每类临界资源设置一初值为 1的互斥信号量 的互斥信号量mutex。在学习时，应清楚在进 的互斥信号量 。在学习时， 入临界区前或退出临界区后应对mutex分别执行 入临界区前或退出临界区后应对 分别执行 什么操作，为什么对mutex的wait和signal操作 什么操作，为什么对 的 和 操作 必须成对出现，如少了其中的wait操作或 操作或signal 必须成对出现，如少了其中的 操作或 操作，会对互斥算法产生什么样的影响。 操作，会对互斥算法产生什么样的影响。
用信号量实现前趋关系。 （４） 用信号量实现前趋关系。为实 现前趋关系 Pi→Pj，可为它们设置一 ， 个初值为0的信号量 的信号量S。在学习时， 个初值为 的信号量 。在学习时，应 清楚对S的 操作和signal操作应分 清楚对 的wait操作和 操作和 操作应分 别安排在什么位置， 别安排在什么位置，同时必须注意 wait(S)操作和 操作和signal(S)操作也必须成 操作和 操作也必须成 对出现。 对出现。
四、 经典进程的同步问题
我们以生产者－消费者为例，来说明 学习此重点问题时应了解和掌握什么。 （１） 该问题用于解决什么问题。生产者－ 消费者问题是用于解决一群生产者和消费 者之间的进程互斥和进程同步问题。在学 临界资源， 习时首先应了解哪些资源属于临界资源 临界资源 并为它们设置了哪些信号量，信号量的初 值应如何设置；其次，应了解哪些地方需 要同步，并需为它们设置哪些信号量，信 号量的初值又应如何设置等。
三、 信号量机制及其应用
信号量机制是一种卓有成效的进程同步机制， 信号量机制是一种卓有成效的进程同步机制， 它已被广泛地应用于各种类型的 OS中。因此， 中 因此， 在学习时， 在学习时，必须对下述几个与信号量有关的内容 有较深刻的理解和掌握： 有较深刻的理解和掌握： （１） 信号量的含义。信号量是一个用来实 信号量的含义。 现同步的整型或记录型变量，除了初始化外， 现同步的整型或记录型变量，除了初始化外，对 这两种原子操作。 它只能执行 wait和signal这两种原子操作。在学 和 这两种原子操作 习时，应了解对信号量的wait和signal操作分别 习时，应了解对信号量的 和 操作分别 是如何实现的，整型信号量存在着什么不足之处， 是如何实现的，整型信号量存在着什么不足之处， 记录型信号量是如何解决整型信号量的不足的。 记录型信号量是如何解决整型信号量的不足的。
消息传递通信机制有哪几种实现方式。 （２） 消息传递通信机制有哪几种实现方式。消息 传递通信机制有直接通信和间接通信两种实现方 在学习时应注意比较它们在原语的提供、 式，在学习时应注意比较它们在原语的提供、通 信链路的建立、通信的实时性等方面的异同。 信链路的建立、通信的实时性等方面的异同。 如何协调发送进程和接收进程。 （３） 如何协调发送进程和接收进程。为了使诸进 程问题能协调地进行通信，必须对进程通信地收、 程问题能协调地进行通信，必须对进程通信地收、 发双方进行进程同步， 发双方进行进程同步，在学习时应了解常用同步 方式有哪些，它们分别适用于何种场合。 方式有哪些，它们分别适用于何种场合。 消息缓冲队列通信机制。 （４） 消息缓冲队列通信机制。消息队列通信机制 是一种常用的直接通信方式，在学习时应较好地 是一种常用的直接通信方式， 理解它是如何在诸进程间实现互斥和同步地， 理解它是如何在诸进程间实现互斥和同步地，其 发送和接收过程又是如何完成的。 发送和接收过程又是如何完成的。
二、 进程同步的基本概念
中的一个重要概念， 进程同步既是 OS中的一个重要概念， 中的一个重要概念 又是保证系统中诸进程间能协调运行的关 故应对它有较深入的理解， 键，故应对它有较深入的理解，并能熟练 地运用。为此， 地运用。为此，应对下述与进程同步有关 的几个基本概念有较好的理解和掌握： 的几个基本概念有较好的理解和掌握： （１） 临界资源 :临界资源是指一次仅允许 临界资源是指一次仅允许 一个进程访问的资源。在学习时，应了解 一个进程访问的资源。在学习时， 这种资源应采取什么样的共享方式。 这种资源应采取什么样的共享方式。
进程具有哪些基本特征。进程具有动态性、 （２） 进程具有哪些基本特征。进程具有动态性、 并发性、独立性、异步性和结构特征。 并发性、独立性、异步性和结构特征。在学习时 应较好地理解每个特征的含义和形成原因， 应较好地理解每个特征的含义和形成原因，并且 要特别注意比较进程和程序这两个概念的异同之 处。 进程有哪些基本状态。进程具有就绪、 （３） 进程有哪些基本状态。进程具有就绪、执行 和阻塞三种基本状态。 和阻塞三种基本状态。在学习时必须了解在一个 进程的生命周期中，它是如何随着自身的执行和 进程的生命周期中， 外界条件的变化不断地在各种状态之间进行转换 的。 进程控制块。为了描述和控制进程， （４） 进程控制块。为了描述和控制进程， OS必 必 须为每个进程建立一个进程控制块PCB。在学习 须为每个进程建立一个进程控制块 。 时应了解PCB具有哪些作用，为此，在PCB中必 具有哪些作用， 时应了解 具有哪些作用 为此， 中必 须包含哪些内容。 须包含哪些内容。
六、 线程的基本概念
线程是 20 世纪 80 年代中期在操作系统领域 出现的一个非常重要的机制和技术， 出现的一个非常重要的机制和技术，它能有效地 提高系统的性能。目前，不仅在操作系统中， 提高系统的性能。目前，不仅在操作系统中，而 且在数据库管理系统和其他应用软件中，都普遍 且在数据库管理系统和其他应用软件中， 引入了线程的概念。 引入了线程的概念。故在学习时应对下述几个问 题有较好的理解： 题有较好的理解： 为什么要引入线程。在学习时， （１） 为什么要引入线程。在学习时，读者 必须清晰地认识到， 必须清晰地认识到，为什么进程的并发执行需要 付出较大的时空开销， 付出较大的时空开销，这对系统的并发程度又将 产生什么样的影响， 产生什么样的影响，而线程机制是如何解决上述 问题的，它带来了哪些好处。 问题的，它带来了哪些好处。
五、 消息传递通信机制
无论是单机系统、多机系统，还是计算 机网络中，消息传递机制都是一种使用十 分广泛的进程通信机制，故读者必须了解 以下几个问题： （１） 什么是消息传递通信机制。这是指 以格式化的消息为进程间数据交换单位的 进程通信方式，在学习时应了解通常在一 个消息中应包含哪几方面的内容，定长格 式的消息和变长格式的消息分别具有什么 优缺点。
p，v操作 可以这样理解： ， 操作
临界区门前有棵树 用来挂红灯 进程想进CPU门 先得上树取盏灯（调用一次P） 取下一个去敲门（S＝S－1） 如果树上没有灯取（S＜＝0） 树说欠你一盏灯（S为负时） 没辙只好外边排队等（WAIT（S）） 得灯进程续运行,运行完了要出门（调用一次V） 马上还回一盏灯（S＝S＋1） 若有进程在催债（S＜＝0） 放个进去事完成（Release（S））
线程具有哪些特征。 （２） 线程具有哪些特征。线程实体具有轻 可独立运行、 型、可独立运行、可共享其所隶属的进程 所拥有的资源等特征。在学习时， 所拥有的资源等特征。在学习时，应了解 线程自己为什么还必须拥有少量的私有资 并注意在并发性、调度性、 源，并注意在并发性、调度性、拥有资源 和系统开销等方面对多线程 OS 中的线程 和进程进行比较。 和进程进行比较。 如何创建和终止线程。 （３） 如何创建和终止线程。在学习时应了 解应用程序是如何创建线程和终止线程的， 解应用程序是如何创建线程和终止线程的， 还应注意比较线程的创建和终止与传统的 进程的创建和终止有什么异同之处。 进程的创建和终止有什么异同之处。
第二章进程管理复习总结
本章的学习目的是使学生建立 起进程的概念。进程是 OS 中最重 要的基本概念，本章是全书中最重 本章是全书中最重 要的一章。读者应对以下几个重点、 要的一章 难点问题深入的学习，切实掌握好 进程和进程同步的基本概念。
一、 进程的基本概念
中的一个重要概念， 进程既是 OS 中的一个重要概念，又是系统进 行资源分配和独立运行的基本单位。 行资源分配和独立运行的基本单位。学习 OS ，首 先必须理解和掌握好进程的概念，为此， 先必须理解和掌握好进程的概念，为此，读者应认 真学习和掌握下述几个方面的内容： 真学习和掌握下述几个方面的内容： （１） 为什么要引入进程。引入进程是为了使内存中 为什么要引入进程。 的多道程序能够正确地并发执行。 的多道程序能够正确地并发执行。在学习时应清楚 地理解为什么程序不能与其他程序并发执行， 地理解为什么程序不能与其他程序并发执行，而由 PCB、程序段和数据段三部分组成的进程实体却能 、 与其他进程一起并发执行。 与其他进程一起 （２） 如何实现进程互斥。为实现对缓冲池 的互斥访问， 的互斥访问，应为它设置一互斥信号量 mutex ，读者应在生产者进程和消费者进 程中都能找到成对的用于实现互斥的 wait(mutex) 和 signal(mutex) 操作。 操作。 如何实现进程同步。为实现进程同步， （３） 如何实现进程同步。为实现进程同步， 应为缓冲池设置表示缓冲区空和满的 empty 和 full 信号量，读者应在相互合作 信号量， 的进程中找到成对的 wait(empty) 和 signal(empty) 操作，成对的 wait(full) 和 操作， signal(full) 操作。 操作。