进程，线程

news2024/9/24 21:19:23

进程是操作系统分配资源的基本单位，线程是CPU调度的基本单位。
PCB：进程控制块，操作系统描述程序的运行状态，通过结构体task,struct{…}，统称为PCB（process control block）。是进程管理和控制的最重要的数据结构。每一个进程均有一个PCB，在创建进程时，建立PCB，伴随进程的全过程，知道进程撤销而撤销。

进程（Process）主要由三个部分组成：
1.进程控制块，PCB，包含：进程的描述信息，进程控制和管理信息，资源分配清单，CPU相关信息。
2.数据段，进程运行过程中各种数据（比如程序中定义的变量）
3.程序段，程序的代码（指令序列）

对于操作系统来说，进程就是PCB程序控制块，PCB是给操作系统使用的，数据段，程序段是给进程自己用的。

进程的三态图
运行态，就绪态，阻塞态
状态迁移
就绪态----发生进程调度---->运行态
运行态----时间片用完------->就绪态
运行态----出现阻塞事件---->阻塞态
阻塞态----阻塞事件结束---->就绪态

进程的五态图
新建态，就绪态，运行态，阻塞态，结束态
状态迁移
新建态----进入就绪队列---->就绪态
就绪态----发生进程调度---->运行态
运行态----时间片用完------->就绪态
运行态----结束---------------->结束态
运行态----出现阻塞事件---->阻塞态
阻塞态----阻塞事件结束---->就绪态

进程特征
动态性：进程是程序的一次执行过程，是临时的，有生命周期的，是动态产生，冬天消亡的
并发性：任何进程都可以同其他进程一起并发执行
独立性：进程是系统进行资源分配和调度的独立单元
结构性：进程由程序，数据和进程控制块三部分组成

0号进程是主动创建的，用于初始化操作系统进程，之后创建1号进程，1号进程是所有进程的父进程

前台进程：是指用户可以在终端和进程相互交互的进程
后台进程：是指没有占用终端的进程，后台进程不需要和用户交互
守护进程：是指在系统启动时启动，并且在系统关闭时结束的进程

父、子进程：子进程是指由另一进程（对应称之为父进程）所创建的进程。
孤儿进程：一个父进程退出，而他的一个或多个子进程还在运行，那么这些子进程将成为孤儿进程。
僵尸进程：进程退出时没有释放资源。是指没有占用终端，后台进程不需要和用户交互的进程。

进程间通信（IPC）
不同进程之间总会需要传播、交互数据。这里进程之间通信必须同通过内核，因为进程的用户空间是独立的，内核空间是每个进程都共享的"公共区域"，所以研究如何"对话"。

1.管道，匿名管道（pipe），命名管道(FIFO)
2.消息队列
3.共享内存
4.信号量
4.信号
5.套接字（socket）

线程
一个进程可以有多个线程，它们共享这个进程的资源（内存空间，包括代码段，数据集，堆等，及一些进程级的资源，如打开文件和信号等）。
为了减少进程切换的开销，把进程作为资源分配的基本单位(很少调度或切换)，线程作为独立调度的基本单位，线程上下文切换比进程上下文切换要快得多。
在这里插入图片描述
线程的优点
1.多个线程共享当前进程的资源
2.进程下的线程间通信，无需操作系统干预（进程通信需要请求操作系统服务，CPU切换到内核态）开销更小。
3线程间的并发比进程开销更小，系统并发性提升。