操作系统知识点_进程管理

1、进程管理

进程与线程：一个程序至少有一个进程，一个进程至少有一个线程。

　　进程：是一个动态概念，是程序执行过程总分配资源和管理的基本单位，竞争计算机资源的基本单位。每个进程拥有自己的数据空间，栈空间，包括用户栈和核心栈。进程大小只与处理机的位数有关。16位216,32位232.

　　线程：进程的一个实体，是CPU调度和分配的基本单位。线程自己基本不拥有系统资源，只拥有一点运行中必不可少的资源（程序计数器、一组寄存器和栈），它与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。在网络或多用户环境下，服务器需要接受很多用户的请求，每次创建进程的系统开销太大，转而创建多线程。线程是进程的一部分，一个没有线程的进程可以被看做是单线程。

联系：一个进程可同时拥有多个线程。线程是进程的一部分，他们都没有自己独立的资源和地址空间，多个线程共享进程的资源。单单一个线程的改变，如结束，并不会让改变进程的状态。

 

进程/线程同步：临界区，互斥量，信号量，事件

进程通信：管道（无名管道用于父子进程通信，有名管道用于其他进程之间的通信），系统IPC即：消息队列，信号量，共享存储等，还有socket

 

进程的状态：运行态，就绪态，等待态

　　运行态：进程占用处理器正在运行的状态

　　就绪态：进程啥都准备好了，就是没有给它处理器的状态

　　等待态：又名阻塞态，睡眠态，表示进程正在等待某时间的完成，不具备可以运行的状态。

 

内核线程和用户线程：

　　内核线程：建立和销毁都由操作系统负责，通过系统调用完成。如果一个进程中没有就绪态的线程，那么该进程就不会被调度占用CPU

　　用户线程：不需要内核支持，在用户程序中实线的线程，不依赖于操作系统核心。利用线程库提供的创建、同步、调度和管理线程函数来控制。

引入用户线程的优势:可在不支持线程的操作系统中实线；创建销毁和切换线程管理的代价比内核线程小得多；允许每个线程定制自己的调度算法，管理灵活；线程可利用的表空间和堆栈空间比内核线程多，

用户线程的缺点：统一进程只能同时有一个线程运行，如果一个线程使用系统调用阻塞则这个进程挂起；页面失效也会导致整个进程挂起。

内核线程的优缺点干好相反。实际上，操作系统可以使用混合的方式实现线程。

 

处理器调度算法：

　　非剥夺：先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、响应比最高者优先（响应比=作业周转时间/作业处理时间=1+作业等待时间/作业处理时间）、

　　剥夺式：最短剩余时间优先、轮转调度（RR）、多级反馈队列调度

　　系统规定：优先级调度、彩票调度

 

内存池，进程池，线程池

　　内存池：用new，malloc分配内存时，申请的内存块大小不定，会造成大量的内存碎片降低性能。内存池就是在使用内存前，申请分配一定数量，大小相等的内存块留做备用，使得内存分配效率得到提升。

　　进程池：服务器预先创建一组子进程，子进程运行着相同的代码，相同的属性，当有新的任务来临时，主进程通过某种方式选择进程池中一个进程为其服务。

　　线程池：需要大量线程来完成任务，且实现任务的时间比较短，适合用线程池，节约创建线程的时间。

死锁的概念和原因

　　死锁：进程集合中的每一个进程都在等待一个进程才能继续执行，无外力无法推进，这种就叫死锁。

　　互斥条件：分配到的资源不共享

　　请求和保持条件：请求不到资源，但仍保持自己的资源不放。

　　不可剥夺条件：进程在使用完资源前不可以被剥夺资源

　　环路等待：必然存在一个环路。

解决方法：

　　1.预防死锁：破坏条件
　　2.避免死锁：银行家
　　3.检测死锁：发生发生死锁，立马干预
　　4.解除死锁：配合检测使用。