进程状态图

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操作系统中进程状态的转换关系是理解多任务处理和资源分配的关键概念。在典型的三态模型中,进程可以处于以下三种基本状态之一:**就绪状态、运行状态和等待状态(或阻塞状态)**。此外,在某些系统中还可能引入**挂起状态和终止状态**以支持更复杂的调度策略和内存管理。 ### 进程的基本状态及其含义 1. **就绪状态(Ready)** 进程已经准备好执行,但尚未获得 CPU 资源。它正在等待被调度程序选中并分配 CPU 时间片[^3]。 2. **运行状态(Running)** 进程已获取 CPU 并正在执行指令。在单处理机系统中,任一时刻只有一个进程处于此状态;而在多处理机系统中,多个进程可以同时处于运行状态[^1]。 3. **等待状态(Waiting 或 Blocked)** 进程因等待某一事件(如 I/O 完成、信号量释放等外部资源)而无法继续执行。此时进程不参与调度,直到所需条件满足[^3]。 4. **终止状态(Terminated)** 进程已完成其任务或被系统强制终止。进入该状态后,操作系统将进行清理工作,例如回收 PCB(进程控制块)资源,并保留必要的信息供其他进程查询[^2]。 5. **挂起状态(Suspended)** 挂起是一种特殊的非活动状态,通常用于将进程从内存移到外存(交换),以缓解内存压力。挂起的进程可以是就绪挂起(Suspended Ready)或等待挂起(Suspended Waiting)。 --- ### 进程状态之间的典型转换关系 - **就绪 → 运行** 当调度器选择一个就绪进程并为其分配 CPU 时间片时,该进程进入运行状态[^3]。 - **运行 → 就绪** 当时间片用完(抢占式调度)或更高优先级进程到达时,当前运行的进程会被剥夺 CPU 使用权,并重新放回就绪队列中等待再次调度。 - **运行 → 等待** 如果运行中的进程请求某种尚不可用的资源(如读取磁盘文件),则会主动让出 CPU,并进入等待状态,直到资源可用为止。 - **等待 → 就绪** 当导致进程阻塞的条件解除(例如 I/O 完成中断),该进程将从等待状态移至就绪状态,重新参与调度[^3]。 - **运行 → 终止** 当进程完成所有任务或发生异常错误时,将进入终止状态,随后由操作系统回收其资源[^2]。 - **等待 → 等待挂起** 在内存不足的情况下,操作系统可能会将处于等待状态的进程挂起到外存中,以释放内存空间。 - **等待挂起 → 等待** 当所等待的事件完成且内存有空闲时,挂起的进程可被调入内存并恢复为等待状态。 - **就绪挂起 → 就绪** 当挂起的就绪进程需要重新参与调度时,需先被加载回内存中。 --- ### 示例代码:模拟简单的进程状态转换逻辑(Python) ```python class Process: def __init__(self, pid): self.pid = pid self.state = "Ready" def run(self): if self.state == "Ready": print(f"Process {self.pid} transitions from Ready → Running") self.state = "Running" else: print(f"Process {self.pid} cannot run from state {self.state}") def block(self): if self.state == "Running": print(f"Process {self.pid} transitions from Running → Waiting") self.state = "Waiting" else: print(f"Process {self.pid} cannot block from state {self.state}") def unblock(self): if self.state == "Waiting": print(f"Process {self.pid} transitions from Waiting → Ready") self.state = "Ready" else: print(f"Process {self.pid} cannot unblock from state {self.state}") def terminate(self): if self.state == "Running": print(f"Process {self.pid} transitions from Running → Terminated") self.state = "Terminated" else: print(f"Process {self.pid} cannot terminate from state {self.state}") # 创建两个进程实例 p1 = Process(1) p2 = Process(2) # 模拟状态转换 p1.run() p1.block() p1.unblock() p1.run() p1.terminate() p2.run() ``` --- ###
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