操作系统-2.1进程与线程

程序执行

进程基本内容

进程的概念

进程是程序的一次执行过程

• 程序是静态的，进程是动态的

进程的组成

• PCB：进程控制块。进程存在的唯一标志。进程结束时会回收PCB

  • PID：进程ID，唯一的，不重复

• 程序段

• 数据段

进程控制

进程的状态与转换

进程的状态转换必须一气呵成（利用“原语”实现）

相关原语

原语用关/开中断来实现，不可中断

阻塞和唤醒成对出现

进程通信

1. 共享存储

• 基于存储区的共享（高级）
• 基于数据结构的共享（低级）

2. 消息传递

进程间数据以格式化的消息为单位。

消息头（进程ID，长度等）+消息体（实际数据）

进程通过”发送/接受消息“两个原语进行数据交换。

• 直接通信：直接指明要通信的进程ID

• 间接通信：通过”信箱“

3. 管道通信

• 相比共享存储，要求数据读写先进先出

• 管道数据一旦被读出就彻底消失

信号

​ 用于通知进程某个时间已经发生

线程

基本

线程是程序执行流的最小单位，是调度的基本单位（进程是资源分配的基本单位）

作用：每一个进程可以有多个线程，增加并发度

• 切换进程开销大；同进程内切换线程开销小

实现方式

1. 用户级线程（用户态）

   简单。操作系统不支持线程，并发态不高。

2. 内核级线程（内核态）

   由操作系统完成，并发能力强。开销大

多线程模型

• 一对一（内核级线程）
• 多对一（用户级线程）
• 多对多：n用户映射到m个内核级线程(n≥m)

注意：操作系统只看得见内核级线程，即内核级线程才是处理机分配的单位