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进程的概念、组成、特征
1.进程的概念
程序：是静态的，就是个存放在磁盘里的可执行文件，就是一系列的指令集合。
进程（Process）：是动态的，是程序的一次执行过程
同一个程序多次执行会对应多个进程
2.进程的组成
PID：操作系统给进程分配的一个唯一的、不重复的“身份证号”—— PID（Process ID，进程ID）
UID：记录用户是谁（User ID）
这些信息都被保存在一个数据结构PCB （Process Control Block）中，即进程控制块。操作系统需要对各个并发运行的进程进行管理，但凡管理时所需要的信息，都会被放在PCB中
程序段、数据段、PCB三部分组成了进程实体（进程映像）
进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。（进程是动态的过程）
注意：PCB是进程存在的唯一标志！
3.进程的特征
小结
进程的组织
在一个系统中，通常有数十、数百乃至数千个PCB。为了能对他们加以有效的管理，应该用适当的方式把这些PCB组织起来。
注：进程的组成讨论的是一个进程内部由哪些部分构成的问题，而进程的组织讨论的是多个进程之间的组织方式问题
1.链接方式
指针指向排好队的进程队列
阻塞队列还可能再细分为多个不同原因的阻塞队列
2.索引方式
指针指向索引表，再从索引表中去查找相应的进程
小结
进程的状态与转换
1.进程的状态
创建态：进程正在被创建时，它的状态是“创建态”，在这个阶段操作系统会为进程分配资源（分配一些空间装程序段、数据段）、初始化PCB
就绪态：具备所有运行条件，不过还没获得CPU，在等待。（万事俱备，只欠CPU）
运行态：如果一个进程此时在CPU上运行，那么这个进程处于“运行态”。
阻塞态：在进程运行的过程中，可能会请求等待某个事件的发生（如等待某种系统资源的分配，或者等待其他进程的响应）。 在这个事件发生之前，进程无法继续往下执行，它会请求操作系统让它下CPU，并进入阻塞态。
然后CPU会让另一个“就绪态”进程上CPU运行
终止态：进程运行结束或者遇到不可修复的错误，会进入终止态，操作系统会让该进程下CPU，并回收内存空间等资源，最后还要回收该进程的PCB。 当终止进程的工作完成之后，这个进程就彻底消失了。
2.进程的转换
阻塞态——就绪态：不是进程自身能控制的，是一种被动行为 。（比如请求的打印机资源准备好了，那打印机会给CPU发信号。之后，CPU会执行"原语"，让进程会进入就绪态）
运行态——阻塞态：是一种进程自身做出的主动行为（进程用“系统调用” 的方式申请某种系统资源，或者请求等待某个事件发生）
注意：不能由阻塞态直接转换为运行态， 也不能由就绪态直接转换为阻塞态（因为进入阻塞态是进程主动请求的，必然需要 进程在运行时才能发出这种请求）
除了运行态，就绪态和阻塞态也可能直接进入终止态（比如你拿任务管理器杀进程）
小结
进程的控制
进程控制就是要实现进程状态转换
用原语实现，一气呵成（如果不能“一气呵成”，就有可能导致操作系统中的某些关键数据结构信息不统一的情况， 这会影响操作系统进行别的管理工作）
1.原语
原语的执行具有原子性，即执行过程只能一气呵成，期间不允许被中断。 可以用 “关中断指令”和“开中断指令”这两个特权指令实现原子性
CPU执行了关中断指令之后，就不再例行检查中断信号，直到执行开中断指令之后 才会恢复检查。这样，关中断、开中断 之间的这些指令序列就是不可被中断的，这就实现了“原子性”
小结
进程通信
各进程拥有的内存地址空间相互独立
为了保证安全，一个进程不能直接访问另一个进程的地址空间。 但是进程之间的信息交换又是必须实现的。为了保证进程间的安全通信，操作系统提供了一些方法。
1.共享存储
两个进程对共享空间的访问必须是 互斥（一个读另外一个就不能使用了） 的（互斥访问通过操作系统提供的工具（P、V）实现）。
基于数据结构的共享
比如共享空间里只能放 一个长度为10的数组。这种共享方式速度慢、限制多，是一种低级通信方式
基于存储区的共享
在内存中划出一块共享存储区，数据的形式、存放位置都由进程控制，而不是操作系统。相比之下，这种共享方式速度更快，是一种高级通信方式。
2.管道通信
本质上是一个共享的缓冲区
半双工通信意味着，一个管道只能让一个进程写另一个进程读，如果想实现另一边的话就要再来一个管道
还是互斥的，一个写的时候另外一个就不能读了（读的时候同理）
3.消息传递
直接通信方式
消息直接挂到接收进程的消息缓冲队列上
间接通信方式
要先发送到中间实体（信箱）中
进程1用发送原语发到信箱里，进程2再用接受原语去取
小结
线程概念
1.线程的概念
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）。
线程则作为处理机的分配单元。(CPU分配给线程)
2.线程的属性
线程的实现方式、多线程模型
1.线程的实现方式
用户级线程
这些用户级线程都由线程库管理和实现（在用户态下就可以，包括线程切换），线程库再接入内核态中的内核级线程由操作系统管理
其中一个用户级线程阻塞了，那么对应内核级线程里其他的用户级线程也会阻塞（因为他们对应的是一个内核级线程），而且多个线程也只能在一个核里运行，并发度不高。
注意：在计算机中，“透明”是指看不见的，“不透明”才是指看得见的，透明也就是隐身的意思。
内核级线程
TCB：和PCB差不多，操作系统通过TCB对线程进行管理
2.多线程模型
一对一模型
多对一模型
多个用户级线程映射到一个内核级线程。且一个进程只被分配一个内核级线程。
重点：
操作系统只“看得见”内核级线程，因此只 有内核级线程才是处理机分配的单位。
多对多模型
多对多模型就是上面两种模型的折中，克服了多对一模型并发度不高的缺点（一个阻塞全体阻塞），又克服了一对一模型中一个用户进程占用太多内核级线程，开销太大的缺点。
内核级线程才是处理机分配的单位。例如：多核CPU环境下，左边这个进程最多能被分配两个核。
内核级线程中可以运行任意一个有映射关系的用户级线程代码，只有两个内核级线程中正在运行的代码逻辑都阻塞时，这个进程才会阻塞
小结
