进程的三种状态详解

1.进程的三种基本状态

       进程在运行中不断地改变其运行状态。通常，一个运行进程必须具有以下三种基本状态。

 1、就绪(Ready)状态

       当进程已分配到除CPU以外的所有必要的资源，只要获得CPU便可立即执行，这时的进程状态称为就绪状态。

 2、执行（Running）状态
       当进程已获得CPU，其程序正在CPU上执行，此时的进程状态称为执行状态。

 3、阻塞(Blocked)状态
       正在执行的进程，由于等待某个事件发生而无法执行时，便放弃CPU而处于阻塞状态。引起进程阻塞的事件可有多种，例如，等待I/O完成、申请缓冲区不能满足、等待信件(信号)等。

2.进程三种状态间的转换

       一个进程在运行期间，不断地从一种状态转换到另一种状态，它可以多次处于就绪状态和执行状态，也可以多次处于阻塞状态。下图描述了进程的三种基本状态及其转换。

(1) 就绪→执行
       处于就绪状态的进程，当进程调度程序为之分配了CPU后，该进程便由就绪状态转变成执行状态。

(2) 执行→就绪
       处于执行状态的进程在其执行过程中，因分配给它的一个时间片已用完而不得不让出CPU，于是进程从执行状态转变成就绪状态。

(3) 执行→阻塞
       正在执行的进程因等待某种事件发生而无法继续执行时，便从执行状态变成阻塞状态。

(4) 阻塞→就绪
       处于阻塞状态的进程，若其等待的事件已经发生，于是进程由阻塞状态转变为就绪状态。

系统的状态转换图如图所示。

 
问：

（1）分别说明引起状态转换1、2、3、4的原因，并各举一个事件。
（2）为什么在转换图中没有就绪到阻塞和阻塞到运行的转换方向？
（3）一个进程的状态变换能够引起另一个进程的状态变换，说明下列因果变迁是否可能发生，原因是什么？
（a）3→1（b）2→1（c）3→2（d）3→4（e）4→1

答：

（1）
1：就绪->执行，当前运行进程阻塞，调度程序选一个优先权最高的进程占有CPU；
2：执行->就绪，当前运行进程时间片用完；
3：执行->阻塞，当前运行进程等待键盘输入，进入了睡眠状态。
4：阻塞->就绪，I/O操作完成，被中断处理程序唤醒。

（2）就绪进程没有占有CPU，也即没有经过运行，其状态就不会改变。
       阻塞状态进程唤醒后先要进入就绪队列，才会被调度程序选中，进入执行状态。

（3）
（a） 3→1：可能，当前运行进程阻塞，调度程序选一个优先级最高的进程占有CPU。
（b）2→1：可能，当前运行进程优先级下降，调度程序选一个优先级最高的进程占有CPU。
（c）3→2：不可能，占有CPU的一个进程不能同时进入两个状态；在单CPU的系统中，状态3发生后，cpu没有执行进程，故不会发生状态转换2。
（d）3→4：一般不可能，不相干的两个事件。状态转换3是由于运行进程等待资源而发生的，这并不会使得阻塞队列中的进程得到资源而进入就绪队列。但在Unix中，当系统的0＃进程因runin标志而睡眠时，有（在内存）进程睡眠，就会唤醒0＃进程，使其进入就绪状态，以便将该进程和在盘交换区就绪进程交换位置。
（e）4→1：一般无关，但当就绪队列为空时，一个进程被唤醒转入就绪队列后，调度程序使该进程占有CPU（但是同一个进程）。