操作系统原理:进程与线程、进程生命周期、线程的类型

本文深入探讨了进程和线程的概念,包括进程的动态性、并发性、独立性和制约性,以及进程的创建、运行、等待、唤醒和结束等生命周期阶段。线程作为进程内的执行流程,具有更低的开销和更高的并发性,分为用户线程、内核线程和轻量级进程。此外,文章还介绍了进程上下文切换的过程,涉及PCB和TCB的作用。

一、进程定义

     进程可以看成程序的执行过程,可以展示在当前时刻的执行状态。它是程序在一个数据集合上的一次动态执行的过程。这个数据集合通常包含存放可执行代码的代码段,存放初始化全局变量和初始化静态局部变量的数据段、用于调试的符号表、未初始化的全局变量和未初始化的静态局部变量的bss段,存放对象数据和临时变量以及数据层次结构的堆栈,系统资源等。程序是静态的,一组有序代码的集合,保存在硬盘中,进程是动态的,是程序的执行过程,执行过程结束,进程也就被结束。进程分为用户态和核心态。当进程需要在内核中进行系统调用完成功能时,这个步骤由操作系统完成,进程只需要向操作系统进行请求操作就行,此时的进程状态称之为核心态,进程不再内核中工作时的状态称之为用户态。

二、进程具有的特点:

1)动态性:可以动态地被创建、结束进程

2)并发性:进程可以被独立调度并占用处理机运行

3)独立性:每个进程有自己的内存空间,进程执行的正确性不会受到其他进程的正常执行。

4)制约性:访问共享内存和资源或者在进程间通信根据某种规则保持同步,所产生的制约

 

    进程控制块PCB:操作系统管理控制进程运行所运用的信息集合,也是进程存在的唯一标志。信息集合包含,进程标识信息(进程PID,父进程标识,所属用户等);处理机状态信息保存区(用户可见的寄存器、控制和状态寄存器,栈指针);进程控制信息(调度和状态信息、进程间通信信息、存储管理信息、资源、有关数据结构的连接信息等);

 

三、进程的生命周期

1)进程创建。进程可以被用户请求创建,也可被其他进程创建。在系统初始化时也会创建进程

2)进程运行。当进程可以被CPU执行时的状态为就绪状态,可以一个系统中有很多就绪状态的进程。此

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