操作系统——进程与线程

进程的定义

程序：就是一个指令序列

系统为每个运行的程序配置一个数据结构，称为进程控制块（PCB），用来描述进程的各种信息（如程序代码存放的位置）。

进程=PCB+程序（程序段+数据段），PCB是进程存在的唯一标志。创建进程就是创建PCB，撤销进程就是撤销PCB。

进程（动态性）是进程实体（静态性）的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。 

PCB：操作系统通过PCB来管理进程，因此PCB中应该包括操作系统对其进行管理所需的各种信息。

程序段：程序代码存放在此。

数据段：程序运行时使用、产生的运算数据。如全局变量、局部变量、宏定义的常量就存放在数据段内。

  进程的特征：动态性、并发性、独立性、异步性、结构性

进程的状态——三种基本状态

运行态：占有CPU，在CPU上运行

就绪态：已经具备运行条件，但是没有空闲CPU，暂时不能运行

阻塞态：因等待某一件事而暂时不能运行

另外两种状态

创建态：进程正在被创建，操作系统为进程分配资源、初始化PCB

终止态：进程正在从系统中撤销，操作系统会回收进程拥有的资源、撤销PCB

进程状态的装换：

  进程控制：实现进程状态的装换

原语实现进程控制。原语的特点是执行期间不允许终端，只能一气呵成。即原子操作。

使用“关中断指令”和“开中断指令”实现

进程通信：进程间的信息交换

 共享存储、

 

 

线程

可以把线程理解为“轻量级进程”。

 

 

 

内核级线程才是处理机分配的单位

1) 多对一模型

将多个用户级线程映射到一个内核级线程，线程管理在用户空间完成。

此模式中，用户级线程对操作系统不可见（即透明）。

优点：线程管理是在用户空间进行的，因而效率比较高。

缺点：当一个线程在使用内核服务时被阻塞，那么整个进程都会被阻塞；多个线程不能并行地运行在多处理机上。

2) 一对一模型

将每个用户级线程映射到一个内核级线程。

优点：当一个线程被阻塞后，允许另一个线程继续执行，所以并发能力较强。

缺点：每创建一个用户级线程都需要创建一个内核级线程与其对应，这样创建线程的开销比较大，会影响到应用程序的性能。

3) 多对多模型

将 n 个用户级线程映射到 m 个内核级线程上，要求 m <= n。

特点：在多对一模型和一对一模型中取了个折中，克服了多对一模型的并发度不高的缺点，又克服了一对一模型的一个用户进程占用太多内核级线程，开销太大的缺点。又拥有多对一模型和一对一模型各自的优点，可谓集两者之所长。