进程基本概念详解

 

1.进程基本概念

 

      进程是操作系统对一个正在运行的程序的一种抽象，比如打开QQ、打开播放器这里都是一个进程，而你可以边聊天边听歌，没什么影响，你可能会说我们电脑是4核的，这里暂且不考虑这个，加入我们电脑都是1个cpu在运转，那么我们也是可以边聊天和边听歌的。因为在一个系统上(单核)CPU只能在任一时刻运行一个任务，而我们却感觉同时完成了好多任务。这时为什么呢？

 

运行多个程序实际也就是同时运行多个进程，而每个进程都好像在同时的运行，都占有系统资源。看上去是在并发的执行多个进程，主要是通过在进程之间切换实现的，操作系统实现这种交错执行的机制称为上下文切换。(并发是通过上下文切换实现的)

 

2.上下文切换

  上下文切换：操作系统保持跟踪进程运行所需的所有状态信息，这种状态也就是上下文。包括许多信息，例如PC和寄存器文件的当前值，以及主存的内容。在任何一个时刻，单处理器系统都只能执行一个进程代码。当操作系统决定把控制权从当前进程转移到某个新线程时，就会停止上下文切换，保存当前进程上下文、恢复新进程的上下文，然后将控制权传递到新进程。新进程就会从上次停止的地方开始执行。

 

3.进程特征

    

     1）结构性： 通常的程序是不能并发执行的。为使程序能独立运行，应为之配置一进程控制块，即（PCB process control block）。而由程序段和PCB三部分便构成了进程实体。在多数情况下所说的进程，实际上就是指进程实体。所谓的创建进程，实质上是指创建进程实体中的PCB,撤销进程是撤销进程中的PCB。

     2）动态性

     3）并发性：并行性和并发性是既相似又有区别的两个概念，并行性是指两个或多个时间在同一时刻发生，而并发性是指两个或多个时间在同一时间间隔内发生。并发性是指在一段时间内宏观上有多个程序在同时运行，但在单处理机系统中每时每刻只能运行一道程序，所以微观上这些程序是分时交替的运行的，宏观上也就是所谓的并发。

   4) 独立性：在传统的OS中，独立性是指进程实体是一个能独立运行，独立分配资源和独立接受调度的基本单位。

   5) 异步性：简单的说就是同步是阻塞模式，而异步是非阻塞模式，同步是指两个任务是相关的，其中一个任务要等待另一个任务运行(操作数据库的增删)，异步两个线程无关都是运行自己的

 4.进程状态

  1)就绪状态

   当进程已分配到除CPU以外的所有必要资源后，只要获得CPU便可立即执行，进程这时的状态称为就绪状态。在一个系统中处于就绪状态的进程可能有多个，通常将他们排成一个队列，称为就绪队列

  2)执行状态

   进程已经获得CPU，其程序正在执行，在单处理机系统中，只有一个进程处于执行状态；在多处理机系统中，则有多个进程处于执行状态

  3)阻塞状态

  正在执行的进程由于发生某事件而暂时无法继续执行时，便放弃处理机而处于暂停状态，亦即进程的执行受到阻塞，把这种暂停状态称为阻塞状态，有时也称为等待状态或封锁状态。致使进程受阻的典型事件有：请求IO操作、申请缓冲空间等。

      

 
  B.另外2个状态

   1)挂起状态:在不少系统中除上述三种状态外，还加入了挂起状态。当终端用户在自己程序运行期间发现有可疑问题时，希望暂时使自己的程序静止下来，使正在执行的进程暂停执行，我们把这种静止状态称为挂起状态。

      

         相对上述状态图，增加了挂起和激活状态

         挂起：将进程从内存搬到外存

         激活：将进程从外存搬到内存

   2)创建状态和终止状态
      创建状态：创建一个进程一般通过两个步骤，首先为一个进程创建PCB,并填写必要的管理信息，其次把进程转入就绪状态并插入就绪队列中，当一个新的进程被创建时，系统已经分配了PCB,但由于该进程所必须的资源或其他信息，如主存资源尚未分配，即未进入主存，创建工作尚未完成，进程还不能被调度运行，其所处状态就是创建状态。

     终止状态：将pcb清零，释放资源