操作系统进程管理详解-优快云博客

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本文详细介绍了操作系统中的进程管理，包括进程的概念、PCB、进程创建与撤销、原语操作、线程、临界区和锁、同步与P-V操作、经典同步问题、Linux同步机制、进程通信以及死锁等内容。重点讨论了进程的生命周期、状态转换、进程控制原语以及进程间的同步与通信策略。

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1. 进程的概念

为什么引入进程？
由于并发运行的程序，操作系统调用每个程序过程不确定导致程序运行结果不可再现（程序运行被干扰），所以要对操作系统调用程序运行过程施加相互制约，由此要引出进程的概念。

运行的程序称为进程，进程是描述和管理程序的“运行过程”。
进程是动态的：程序的一次执行过程；程序是静态的：一组指令的有序集合。

Linux上进程状态
在这里插入图片描述
由fork()初建的进程是处于就绪状态的。

1.1 进程的描述

操作系统要根据进程的状态的信息对其进行管理。进程的状态信息存储在进程控制块（Process Control Block，PCB）这个数据结构中（struct），其描述了进程状态、资源、和与相关进程关系的数据结构。PCB是进程的标志：创建进程时创建PCB；进程撤销后PCB同时撤销。
在这里插入图片描述
PCB一般包含：

name（ID）：进程名称（标识符）
status：状态
next：指向下一个PCB的指针
start addr：程序地址
priority：优先级
cpu_status：现场保留区（堆栈）
comm_info：进程通信
process_family：家族
own_resource：资源

LinuxPCB信息：

Task_struct{
   //linux/sched.h 
	Volatile long state;
	Long counter;//counter：进程还可运行tick数量，减至0后进入就绪。
	Long priority;
	Unsigned long signals;//pending sigs 信号处理函数的入口。
	Unsigned long blocked;//masked sigs 阻塞的信号
	int pid,pgrp,uid,euid,gid,egid;
	struct linux_binfmt;
	struct task_struct p_opptr;//ptr to original parent(原始父进程)
	struct struct task_struct p_pptr;//ptr to immediate parent(父进程)
	task_struct p_cptr;//ptr to most recent child(最新子进程)
	struct task_struct p ysptr;//ptr to following sibling(新兄弟)
	struct task_struct p_osptr;//ptr to previous sibling(老兄弟)
	struct task_struct*next task;//in process list 
	struct task_struct*prev_task;//in process list 
	struct task struct*next run;//in ready queue 
	struct task_struct*prev_run;//in ready queue