进程管理
2025-04-23 22:57:44 0 举报AI智能生成
进程管理思维导图
作者其他创作
大纲/内容
进程与线程
进程
定义
进程是程序的一次执行过程，是动态的。
进程与程序不是对应的，一个程序可以产生多个多个进程，一个进程也可以执行多个程序。
组成
程序段
数据段
进程控制块PCB
功能
作为独立运行基本单位的标志
实现与其他进程的同步与通信
提供进程调度所需要的信息
提供进程管理的重要信息
实现进程的调度运行
子主题
特点
动态性
并发性
间断性
多进程因同步而停止
失去封闭性
进程因共享而影响其他进程
不可再现性
与进程运行的时间有关
独立性
进程是操作系统调度和资源分配的最小单位
异步性
不可预知
进程的状态与转移
创建
就绪
执行
阻塞
终止
进程的控制
原语实现
原语是指由若干条指令组用于完成某个行为的过程，期间不可中断
创建
就绪
执行
终止
阻塞
线程
定义
线程是比进程更小的概念，目的是提高程序的并发执行程度。
优点
细化进程中各种任务，进一步提高任务的并发性
线程之间可以直接共享数据
线程快于进程
提高交互性
组织
三状态模型
执行
就绪
阻塞
线程控制块TCB
线程的实现
用户级线程
内核级线程
进程通信
进程通信机制
低级
信号量机制
共享数据结构
高级
共享存储区
消息传递机制
管理通信机制
处理器调度
处理器调度
发生在线程与进程之间
就绪状态能够竞争处理器
调度程序选择分配就绪状态进程
三种调度层次
高级
作业调度
作业的调入调出，用于批处理机制
将作业调入内存，为作业创建进程，分配资源
中级
内存调度
当内存不足时
低级
进程调度
分配CPU
从就绪状态中选择需要分配的CPU
调度的时机
发生
创建一个新进程、进程退出后、时间片完、可抢占式、阻塞时、I/O中断时
不发生
中断处理、原语执行
调度的方式
非抢占式
进程主动放弃CPU，等待或终止
抢占式
进程被迫放弃CPU，被打断或抢占
调度算法
先来先服务
短作业优先
优先级
时间片轮转
多级队列
进程同步
定义
是进程中的一种协作关系
实现方法
生产者——消费者问题
信号量解决同步问题
根据资源同占信号量，并赋初值
wait(p)、signal(v)抢占信号量
同步关系
只有缓冲区没满时，生产者才能把产品放入缓冲区，否则必须等待
只有缓冲区不空时，消费者才能从中取出产品，否则必须等待
同步信号量
empty
表示缓冲区中空的缓冲单元数量，即还能放入缓冲区多少产品，该数量小于等于0，则生产者不能进行生产
full
表示缓冲区已有产品的数量，即还能取走缓冲区多少产品，该数量小于等于0，则消费者不能进行读取
缓冲区是临界资源，每一刻只允许一个进程访问
死锁
原因
进程运行顺序错误
竞争不可抢占资源
必要条件
互斥
一个资源在一定时间内只能被一个进程占用
保持条件
不可抢占条件
不能强行抢占某个资源，只能等待被释放
循环等待条件
处理方法
预防
破坏四个条件中的一个
避免
银行家算法
检测
先死锁，检测到后解除
解除
中止进程或抢夺资源
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