操作系统——进程

进程和线程

进程

进程是系统进行资源分配和调度的基本单位。

线程

线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。

区别

1、资源：进程是资源分配的基本单位，但是线程不拥有资源，线程可以访问隶属进程的资源。
2、地址空间和其他资源的共享：进程间相互独立，同一进程的各线程间共享。某进程内的线程在其它进程不可见。
3、通信：线程间可以直接读写进程数据段（如全局变量）来进行通信——需要进程同步和互斥手段的辅助，以保证数据的一致性。进程间通信需要借助IPC，
4、调度和切换：由于创建或撤销进程时，系统都要为之分配或回收资源，如内存空间、I/O 设备等，所付出的开销远大于创建或撤销线程时的开销。类似地，在进行进程切换时，涉及当前执行进程 CPU 环境的保存及新调度进程 CPU 环境的设置，而线程切换时只需保存和设置少量寄存器内容，开销很小。

进程状态

• 新建态(new)：等待操作系统完成创建进程的必要操作。
• 运行态(running)：进程占有处理器正在运行。
• 就绪态(ready)：进程具备运行条件，等待系统分配处理器以便运行。
• 等待态(wait)：又称为阻塞(blocked)态或睡眠(sleep)态，指进程不具备运行条件，正在等待某个事件的完成。
• 终止态(exit)：进入终止态的进程以后不再执行，但依然保留在操作系统中等待善后。

进程五态转换图.png

1、NULL一一新建态:执行1个程序，创建一个子进程。
2、新建态一一就绪态:当操作系统完成了进程创建的必要操作，并且当前系统的性能和内存的容量均允许。
3、运行态一一终止态:当1个进程到达了自然结束点，或是出现了无法克服的错误，或是被操作系统所终结，或是被其他有终止权的进程所终结。
4、终止态一一NULL:完成善后操作。
5、就绪态一一终止态:未在状态转换图中显示，但某些操作系统允许父进程终结子进程。
6、等待态一一终止态:未在状态转换图中显示，但某些操作系统允许父进程终结子进程。
7、运行态一一等待态：等待使用资源或某事件发生，如等待外设传输;等待人工干预。
8、等待态一一就绪态：资源得到满足或某事件己经发生，如外设传输结束；人工干预完成。
9、运行态一一就绪态：运行时间片到，或出现有更高优先权进程。
10、就绪态一一运行态：CPU空闲时被调度选中一个就绪进程执行。

进程调度算法

• FCFS:先来先服务，也可以称为先进先出
• 轮转:以一个周期性间隔产生时钟中断，此时当前正在运行的进程被置于就绪队列，基于FCFS选择下一个就绪进程运行。
• SPN:最短进程优先，下一次选择所需处理时间最短的进程
• SRT:最短剩余时间优先，总是选择预期剩余时间最短的进程
• HRRN:最高响应比优先，R=(w+s)/s，其中R表示响应比，w表示已经等待的时间，s表示期待服务的时间
• 反馈:进程第一次进入系统是放置于RQ0,第一次被强占并返回就绪态时，放入RQ1，以后每次被强占就下降一级。如果进程处于最低等级，则不再降级，反复返回到该队列，直到结束。

例如

进程	到达时间	运行时长
A	0	3
B	2	6
C	4	4
D	6	5
E	8	2

调度算法1.jpg

调度算法2.jpg