进程与线程
进程的概念、组成、特征
进程和程序的区别和联系:
区别:
1)进程是动态的;程序是静态的。
(2)进程有独立性,能并发执行;程序不能并发执行。
(3)二者无一一对应关系。
(4)进程异步运行,会相互制约;程序不具备此特征。
但是,进程与程序又有密切的联系: 进程不能脱离具体程序而虚设, 程序规定了相应进程所要完成的动作。
(5)组成不同。进程包含PCB、程序段、数据段。程序包含数据和指令代码。
(6)程序是一个包含了所有指令和数据的静态实体。本身除占用磁盘的存储空间外,并不占用系统如CPU、内存等运行资源。
(7)进程由程序段、数据段和PCB构成,会占用系统如CPU、内存等运行资源。 (8)一个程序可以启动多个进程来共同完成。
联系:进程不能脱离具体程序而虚设, 程序规定了相应进程所要完成的动作。
进程的组成其中最重要的就是进程控制块PCB(Process Control Block)
PCB简介:
PCB中记录了操作系统所需的,用于描述进程的当前情况以及控制进程运行的全部信息。
PCB的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据),成为一个能独立运行的基本单位,一个能与其他进程并发执行的进程。
或者说,OS是根据PCB来对并发执行的进程进行控制和管理的。
例如,当OS要调度某进程执行时,要从该进程的PCB中查处其现行状态及优先级;在调度到某进程后,要根据其PCB中所保存的处理机状态信息,设置该进程恢复运行的现场,并根据其PCB中的程序和数据的内存始址,找到其程序和数据;
进程在执行过程中,当需要和与之合作的进程实现同步,通信或者访问文件时,也都需要访问PCB;
当进程由于某种原因而暂停执行时,又须将器断点的处理机环境保存在PCB中。
可见,在进程的整个生命期中,系统总是通过PCB对进程进行控制的,即系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的。
所以说,PCB是进程存在的唯一标志。
进程的状态与转换
这里说明一下调度和切换的区别:
调度是指决定资源分配给哪个进程的行为,是一种决策行为
切换是指实际分配的行为,是执行行为
一般来说现有资源调度,后有进程切换
进程控制
进程控制大致图解
这里说明一下调度和切换的区别:
调度是指决定资源分配给哪个进程的行为,是一种决策行为
切换是指实际分配的行为,是执行行为
一般来说现有资源调度,后有进程切换
进程的唤醒和阻塞原语
进程的阻塞和唤醒原语是成对存在的,必须成对使用。
阻塞原语是由被阻塞进程自我调用实现的
唤醒原语是由一个被唤醒进程合作或被其他相关的进程调用实现的
进程通信
线程
线程是什么?
可以把线程理解为“轻量级进程”
线程是一个基本的CPU执行单元,也是程序执行流的最小单位。
引入线程之后,不仅是进程之间可以并发,进程内的各线程之间也可以并发,从而进一步提升了 系统的并发度,使得一个进程内也可以并发处理各种任务(如QQ视频、文字聊天、传文件)
引入线程后,进程只作为除CPU之外的系统资源的分配单元(如打印机、内存地址空间等都是分配给进程的)。
引入线程带来的变化及进程与线程的比较
线程的实现方式
前面我们了解了引入线程的好处和引入线程的变化,以及线程的属性,那么线程如何实现呢?
线程的实现分为两类:用户级线程(User-Level Thread,UTL)和内核级线程(Kernel-Level Thread, KTL)。内核级线程又称内核支持的线程。