进程

操作系统进程相关

首先讨论进程前先要弄清 并行 和 并发 两个概念

1. 并行与并发

1.1 并行

• 当计算资源有多个 CPU 时，或一个 CPU 有多核多线程时，每一个 CPU 的线程在同一时刻，都能执行一个进程
• 两个 CPU 线程同一时刻，可以 同时执行 两个不同的进程，且不会相互抢夺资源，这种方式即为并行
• 并行不一定并发，也有同步&异步，并行也会阻塞，但异步往往可以提高效率

1.2 并发

• 若只用单 CPU、单核、单线程当做计算资源时，虽然 CPU 的线程在 同一时刻 时只能调度一个进程，但在 一段时间 内，却能执行不同的 进程 / 线程
• 并发通常使用 切片轮询 的执行方式，快速交替执行，来 伪造 出多个进程同时执行的效果
• 并行只在多处理器资源中存在，而并发在各种处理系统中存在

2. 什么是进程

进程（Process）： 狭义理解，是 OS 即操作系统资源分配的基本单位

2.1 进程相关的基本概念

1. 程序：是指令的集合，不能单独运行，要装载到内存中(分配内存),并需要系统为它分配资源(分配执行环境)

2. 进程：具有独立功能的程序，关于某个数据集合上的，一次执行程序的活动（动态概念）。是系统进行资源管理分配和调度的独立单位 这种可被执行的程序，称为进程

   进程 = 程序 ＋ 数据 ＋ PCB
   • 程序：描述了进程所要完成的功能（静态描述文本）

     理解为代码、做菜的菜谱、说明书...... 而进程就是执行代码的过程、做菜的过程、按照说明书操作的过程...

   • 数据：是程序在执行时所需要的数据和工作区，这两部分是进程存在的物质基础。
   • PCB：是最重要的，创建进程实际上是指创建进程实体中的进程控制块，而撤销进程也是指将这个进程实体中的进程控制块撤消掉。

3. 多道编程：允许多个程序同时加载到内存中，在操作系统的调度下，可以实现并发地执行。这是这样的设计，大大提高了 CPU 的利用率。

   **进程**: 就是为了在 CPU 上实现 多道编程 而提出的，利用 CPU 的多核资源，使程序实现 `并发&并行` ，让每个用户感觉自己在独享 CPU

3 进程的基本状态与转换

3.1 进程的三种基本状态

• 就绪态

  程序已达到可以运行的状态，只等 CPU 分配资源就可以运行的状态

• 阻塞态

  程序运行条件没有满足，需要等待条件满足才能执行的状态。如 等待IO操作 时候

• 运行态

进程已抢占到 CPU，并且正在 CPU 上运行时的状态

3.2 三种基本状态的转换

进程的三种基本状态及其转换，如下:

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