笔记10: 进程控制的基本概念

1、进程

（1）进程与程序的区别

   
 程序是放到磁盘的可执行文件。

  进程是指程序执行的实例。

（2）进程的地址空间



分配给每个进程的内存(memory)由一系列段(segments)组成：

 

①text segment（代码段）

    包含机器语言指令。通常是只读的、共享的。

 

②initialized data segment（初始化数据段）

    包含初始化的全局变量和静态(static)变量。

③ uninitialized data segment (bss segment)（未初始化数据段）

    包含未初始化的全局变量和静态变量。程序运行之前，系统会把这些变量初始化为0。

 

④heap（堆）

    程序运行时，为变量动态分配内存。

 

⑤stack（堆栈）

    包含堆栈帧(stack frames)。一个堆栈帧被分配给当前的被调函数(called function)。一帧保存的内容有：局部变量、参数(arguments)、返回值。   

（3）进程的执行状态



（查看进程：  ps -help（查看指令），一般查看：ps -ef | grep，详细查看：ps -aux）

①执行状态

    进程正在占用CPU。

② 就绪状态

    进程已具备一切条件，等待分配CPU。

③ 等待状态

    进程不能使用CPU，若等待的事件发生则可将其唤醒。

（4）进程ID

  每个进程都有一个ID(ID是一个正整数)，唯一标识了系统中的这个进程。

  每个进程都有一个创建它的进程，叫父进程(Parent Process)

 

  ①进程ID(PID)：标识进程的唯一数字

 

  ②父进程ID(PPID)

 

  ③启动进程的用户ID(UID)

  

注意：

   1、所有进程的祖先(ancestor)是init进程，其PID为1。可以用pstree命令查看树状关系。

   2、当一个子进程(child process)变为孤儿时(由于其父进程终止)，此时该子进程会被init进程领养(adopted)。  

（5）进程的生命周期

 

 ①创建

    每个进程都由其父进程创建。父进程可以创建子进程，子进程又可以创建子进程的子进程。

 ②运行

    多个进程可以同时存在，进程之间可以进行通信。

 

 ③终止

    结束一个进程的运行。

2、进程的特点

（1）动态性：进程的实质是程序的一次执行过程,进程是动态产生,动态消亡的；

（2）并发性：任何进程都可以同其他进程一起并发执行；

（3）独立性：进程是一个能独立运行的基本单位,同时也是系统分配资源和调度的独立单位；

（4）异步性：由于进程间的相互制约,使进程具有执行的间断性,即进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进；

（5）结构特征：进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。

3、进程的一些其他概念

（1）进程互斥是指当有若干进程都要使用某一共享资源时，任何时候最多允许一个进程使用，其他要使用该资源的进程必须等待，直到占用该资源者释放了该资源为止。

（2）临界资源：操作系统中将一次只允许一个进程访问的资源称为临界资源。

（3）临界区：进程中访问临界资源的那段程序代码称为临界区。为实现对临界资源的互斥访问，应保证诸进程互斥的进入各自的临界区。

（4）进程同步：一组并发进程按一定的顺序执行的过程称为进程间的同步。

具有同步关系的一组并发进程称为合作进程，合作进程间互相发送的信号称为消息或事件。

（5）进程死锁：多个进程因竞争资源而形成一种僵局，若无外力作用，这些进程都将永远不能再向前推进。