1、进程的生命周期

1)五状态模型:包括新建态、就绪态、运行态、阻塞态和退出态。

了解进程和线程的基本原理 了解进程和线程的基本原理(1)

2)包含挂起态的进程生命模型

在五状态模型的基础上,新增了挂起态

增加挂起态的原因是,IO操作的速度远慢于处理器的运行速度。当cpu调度完了所有进程后,如果这些进程全部处于阻塞状态,则cpu将处于空闲状态,这是一种资源的浪费。

解决办法是,让可运行的进程再多一点,就可以缓解这种尴尬的场面。操作系统采用交换进程的操作,来让处于空闲状态的cpu可以继续工作。当内存中没有就绪状态的进程时,操作系统就将被阻塞的进程换出到磁盘上的挂起队列上。这样内存中就有空间来接受一个新的进程了。被换出的进程处于挂起态。

并且,挂起态是与另外两种状态组合存在的。

了解进程和线程的基本原理 了解进程和线程的基本原理(2)

2、进程控制块

进程映像表示了一个进程在虚拟内存中的结构,包括程序代码、用户数据、栈(保存参数、局部变量、调用地址等)和属性。共享地址空间是每个进程所共享的一块区域,比如操作系统的内核代码。

了解进程和线程的基本原理 了解进程和线程的基本原理(3)

进程的属性是由一种称为进程控制块的数据结构来表示的。

进程控制块的信息可以分为3类:

3、进程执行模式

处理器一般支持两种执行模式:用户模式内核模式。某些级别较高的指令只能在内核模式这种特权模式下运行,包括读写控制寄存器、原始IO操作等。

处理器如何知道执行什么模式?

当由于例如系统调用这样的操作被执行时,此时程序状态字中某个指示执行模式的位,就会发生改变,比如处理器状态寄存器的CPL(当前特权级别)字段会被置为0,级别0表示最高特权级别。

4、进程创建

1)为新进程分配一个唯一的进程标识符pid;

2)为新进程分配空间,包括进程映像中的所有元素;

3)初始化进程控制块。对进程控制块中的各字段值设置初始值,注意子进程会继承父进程的资源;

4)设置进程的链接,比如将一个新进程放入就绪链表中;

5、进程切换

1)保存处理器的上下文信息,包括程序计数器和其他寄存器的值;

2)更新当前进程的进程控制块,包括更改进程状态;

3)根据进程的状态,将该进程的进程控制块加入到相应的队列,比如就绪队列,事件i的阻塞队列等;

4)处理器根据调度算法,选中另一个就绪进程;

5)更改新进程的进程控制块,包括更改进程状态为运行态;

6)更新内存管理数据结构,是否需要更新取决于管理地址转换的方式;

7)将处理器的上下文恢复为新进程上次退出运行时保存的上下文信息。

6、进程与线程的区别

简单来说,进程与资源所有权有关,线程与执行有关。

与进程相比,线程的优点

7、用户级线程与内核级线程

在多线程环境中,一个进程可以定义多个并发线程,方法是使用用户级线程内核级线程

,