操作系統(tǒng) 第2章

1、第二章第二章 進(jìn)程的描述與控制進(jìn)程的描述與控制2.1 前趨圖和程序執(zhí)行前趨圖和程序執(zhí)行2.2 進(jìn)程的描述進(jìn)程的描述2.3 進(jìn)程的控制進(jìn)程的控制2.4 線程的基本概念線程的基本概念2.1 前趨圖和程序執(zhí)行前趨圖和程序執(zhí)行一、前趨圖的定義一、前趨圖的定義 有向無循環(huán)圖DAG，包括： 結(jié)點(diǎn)：可表示一個(gè)語句、程序段或進(jìn)程； 包括 初始結(jié)點(diǎn)：無前趨 終止結(jié)點(diǎn)：無后繼 有向邊：兩結(jié)點(diǎn)間的前趨關(guān)系； pipj：pi必須在必須在pj開始執(zhí)行之前完成開始執(zhí)行之前完成 pi為為pj的直接前趨，的直接前趨， pj為為pi的直接后繼。的直接后繼。注：前趨圖中必須不存在循環(huán)！注：前趨圖中必須不存在循環(huán)！ 正確例子：正確

2、例子：P=p1,p2,p3,p4,p5=(p1,p2),(p1,p3),(p2,p4),(p3,p5),(p4,p5)錯(cuò)誤例子：錯(cuò)誤例子：s2s3, s3s2p1p2p3p4p5s1s2s32.1 前趨圖和程序執(zhí)行前趨圖和程序執(zhí)行二、程序順序執(zhí)行二、程序順序執(zhí)行 一個(gè)程序由若干程序段組成，這些程序段的執(zhí)行必須是順序的；同時(shí)程序與程序之間也必須順序執(zhí)行。例：例：特征：特征： 1. 順序性： 2. 封閉性：程序的執(zhí)行結(jié)果不受外界因素的干擾。 3. 可再現(xiàn)性：只要程序執(zhí)行時(shí)的環(huán)境和初始條件相同，其執(zhí)行結(jié)果 必然相同。 C1P1I1I2C2P2I為輸入操作；為輸入操作；C為計(jì)算操作；為計(jì)算操作；P為打

3、印操作。為打印操作。 程序程序1 程序程序2 2.1 前趨圖和程序執(zhí)行前趨圖和程序執(zhí)行三、程序并發(fā)執(zhí)行三、程序并發(fā)執(zhí)行 多個(gè)程序同時(shí)在系統(tǒng)中運(yùn)行，這些程序的執(zhí)行在時(shí)間上是重疊的，即前一程序的執(zhí)行尚未結(jié)束，后一程序的執(zhí)行已經(jīng)開始。例：例： 程序與程序之間、程序段與程序段之間均可并發(fā)執(zhí)行。C1P1I1I2C2P2程序段之間順序執(zhí)行；程序段之間順序執(zhí)行；程序之間并發(fā)執(zhí)行。程序之間并發(fā)執(zhí)行。2.1 前趨圖和程序執(zhí)行前趨圖和程序執(zhí)行特征：特征： 1. 間斷性：程序執(zhí)行有“執(zhí)行-暫停-執(zhí)行”的活動(dòng)規(guī)律。 2. 失去封閉性：某程序執(zhí)行時(shí)，必然受到參與并發(fā)執(zhí)行的其它程序 的影響。 3. 不可再現(xiàn)性 ：計(jì)算結(jié)果

4、與并發(fā)程序執(zhí)行速度有關(guān)。即同一程序， 使用相同輸入、在相同環(huán)境下運(yùn)行，卻可能獲得完 全不同的結(jié)果。 2.1 前趨圖和程序執(zhí)行前趨圖和程序執(zhí)行不可再現(xiàn)性的例子：不可再現(xiàn)性的例子：兩個(gè)并發(fā)執(zhí)行的程序A和B，如下所示： A：N:=N+1； B：print（N）； N:=0；分析：1）并發(fā)：A、B交替占用CPU執(zhí)行；2）異步性 打印結(jié)果：打印結(jié)果： 9 8 89 8 8N N的值：的值： 0 1 00 1 0導(dǎo)致：導(dǎo)致： CPU交替執(zhí)行交替執(zhí)行A、B的語句時(shí)順序可能不同的語句時(shí)順序可能不同！1) N:=N+1; print(N); N:=0;2) print(N); N:=0; N:=N+1; 3)

5、print(N); N:=N+1; N:=0; 設(shè)某次循環(huán)前，N的值為8CPU執(zhí)行順序2.2 進(jìn)程的描述進(jìn)程的描述多道程序環(huán)境下，必須引入進(jìn)程的例子：多道程序環(huán)境下，必須引入進(jìn)程的例子： 編譯程序C編譯源程序1，執(zhí)行到a時(shí)因某種原因無法繼續(xù)，致使CPU空閑，此時(shí)轉(zhuǎn)去編譯源程序2，執(zhí)行到b。 begin - b:- - a:- - end編譯程序編譯程序C源程序源程序1 1數(shù)據(jù)部分?jǐn)?shù)據(jù)部分源代碼源代碼1目標(biāo)代碼目標(biāo)代碼1 源程序源程序2 2數(shù)據(jù)部分?jǐn)?shù)據(jù)部分源代碼源代碼2目標(biāo)代碼目標(biāo)代碼22.2 進(jìn)程的描述進(jìn)程的描述問題問題1 1：誰占用誰占用CPU執(zhí)行？源程序執(zhí)行？源程序1和和2以什么身份出現(xiàn)以

6、什么身份出現(xiàn)？問題問題2 2：程序計(jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器PC中記錄的是中記錄的是a 還是還是 b？答案答案1 1：占用占用CPU執(zhí)行的是編譯程序執(zhí)行的是編譯程序C 。 源程序源程序1和和2是編譯程序是編譯程序C的數(shù)據(jù)對(duì)象。的數(shù)據(jù)對(duì)象。答案答案2 2：說不清：說不清程序計(jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器PC中記錄的是中記錄的是a 還是還是 b。引入進(jìn)程后：引入進(jìn)程后：答案答案1：占用：占用CPU執(zhí)行的是分別是進(jìn)程執(zhí)行的是分別是進(jìn)程1和進(jìn)程和進(jìn)程2。 源程序源程序1和和2分別是進(jìn)程分別是進(jìn)程1和進(jìn)程和進(jìn)程2的數(shù)據(jù)對(duì)象。的數(shù)據(jù)對(duì)象。答案答案2：進(jìn)程：進(jìn)程1占用占用CPU執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行時(shí)，PC中記錄的是中記錄的是a； 進(jìn)程進(jìn)程

7、2占用占用CPU執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行時(shí)，PC中記錄的是中記錄的是 b。2.2 進(jìn)程的描述進(jìn)程的描述 引入進(jìn)程：引入進(jìn)程： 進(jìn)程進(jìn)程2 2 進(jìn)程進(jìn)程1 1 begin - b:- - a:- - end編譯程序編譯程序C源程序源程序1 1數(shù)據(jù)部分?jǐn)?shù)據(jù)部分源代碼源代碼1目標(biāo)代碼目標(biāo)代碼1 源程序源程序2 2數(shù)據(jù)部分?jǐn)?shù)據(jù)部分源代碼源代碼2目標(biāo)代碼目標(biāo)代碼22.2 進(jìn)程的描述進(jìn)程的描述一、進(jìn)程的定義與特征一、進(jìn)程的定義與特征定義：定義： 進(jìn)程：可并發(fā)執(zhí)行的程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集合上的運(yùn)行過程。一個(gè)進(jìn)程的物理實(shí)體包括：一個(gè)進(jìn)程的物理實(shí)體包括： 程序部分 數(shù)據(jù)部分 進(jìn)程控制塊PCB特征：特征：1. 動(dòng)態(tài)性 4. 異步性

8、2. 并發(fā)性 5. 結(jié)構(gòu)特征3. 獨(dú)立性2.2 進(jìn)程的描述進(jìn)程的描述程序與進(jìn)程的對(duì)應(yīng)關(guān)系程序與進(jìn)程的對(duì)應(yīng)關(guān)系1 1：一個(gè)程序?qū)?yīng)兩個(gè)進(jìn)程：一個(gè)程序?qū)?yīng)兩個(gè)進(jìn)程 進(jìn)程進(jìn)程2 2 進(jìn)程進(jìn)程1 1 begin - b:- - a:- - end編譯程序編譯程序C源程序源程序1 1數(shù)據(jù)部分?jǐn)?shù)據(jù)部分源代碼源代碼1目標(biāo)代碼目標(biāo)代碼1 源程序源程序2 2數(shù)據(jù)部分?jǐn)?shù)據(jù)部分源代碼源代碼2目標(biāo)代碼目標(biāo)代碼22.2 進(jìn)程的描述進(jìn)程的描述程序與進(jìn)程的對(duì)應(yīng)關(guān)系程序與進(jìn)程的對(duì)應(yīng)關(guān)系2 2：一個(gè)進(jìn)程對(duì)應(yīng)多個(gè)程序：一個(gè)進(jìn)程對(duì)應(yīng)多個(gè)程序Main( )-open( )-Open( )-return系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用進(jìn)程進(jìn)程1 1（

9、用戶態(tài)）（用戶態(tài)） 用用戶戶棧棧進(jìn)程進(jìn)程1 1（核心態(tài)）（核心態(tài)）核核心心棧棧2.2 進(jìn)程的描述進(jìn)程的描述二、進(jìn)程的狀態(tài)二、進(jìn)程的狀態(tài)基本狀態(tài)：基本狀態(tài)：1.就緒就緒狀態(tài)（ready）：進(jìn)程等待分配CPU。 系統(tǒng)中同時(shí)處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程會(huì)排成就緒隊(duì)列。 2.執(zhí)行執(zhí)行狀態(tài)（running）：進(jìn)程正占用CPU執(zhí)行其程序中的指令。 在單處理機(jī)系統(tǒng)中，任何時(shí)刻至多只有一個(gè)進(jìn)程處于執(zhí)行狀態(tài)。3.阻塞阻塞狀態(tài)（blocked）：進(jìn)程在等待某個(gè)事件的發(fā)生，故也 稱為等待狀態(tài)（waiting）。 處于阻塞狀態(tài)的進(jìn)程會(huì)按等待原因進(jìn)入不同的阻塞隊(duì)列。4.新新狀態(tài)（new）：進(jìn)程正被創(chuàng)建。5.終止終止?fàn)顟B(tài)（term

10、inated）：進(jìn)程已經(jīng)結(jié)束執(zhí)行。2.2 進(jìn)程的描述進(jìn)程的描述基本狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換：基本狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換： 進(jìn)程的狀態(tài)是在不斷變換的。 執(zhí) 行 狀執(zhí) 行 狀態(tài)態(tài)就 緒 狀就 緒 狀態(tài)態(tài)阻 塞 狀阻 塞 狀態(tài)態(tài)新狀態(tài)新狀態(tài)終 止 狀終 止 狀態(tài)態(tài)接收接收進(jìn)程調(diào)度進(jìn)程調(diào)度退出退出中斷中斷等待等待I/O或事件或事件I/O或事件發(fā)生或事件發(fā)生2.2 進(jìn)程的描述進(jìn)程的描述三、進(jìn)程控制塊三、進(jìn)程控制塊PCB（Process Control Block）關(guān)于關(guān)于PCB：定義：定義：存放進(jìn)程的管理和控 制信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是OS 感知進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志。 創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)，為其建立PCB，并伴隨進(jìn)程運(yùn)行的全過程，直到進(jìn)程撤消

11、而回收。 不同OS，PCB大小不同，包含信息不同。PCB中的信息中的信息進(jìn)程標(biāo)識(shí)符進(jìn)程標(biāo)識(shí)符進(jìn)程狀態(tài)進(jìn)程狀態(tài)進(jìn)程優(yōu)先級(jí)進(jìn)程優(yōu)先級(jí)進(jìn)程隊(duì)列指針進(jìn)程隊(duì)列指針執(zhí)行程序和數(shù)據(jù)的內(nèi)存開始地址執(zhí)行程序和數(shù)據(jù)的內(nèi)存開始地址程序計(jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器CPU寄存器寄存器CPU現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)區(qū)進(jìn)程通信進(jìn)程通信家族聯(lián)系家族聯(lián)系占有資源清單占有資源清單棧指針棧指針I(yè)/O狀態(tài)信息狀態(tài)信息打開文件表打開文件表2.2 進(jìn)程的描述進(jìn)程的描述三、進(jìn)程控制塊三、進(jìn)程控制塊PCB（Process Control Block）說明：說明： PCB只能由OS訪問，不允許用戶進(jìn)程訪問。 一個(gè)系統(tǒng)中的PCB數(shù)目是一定的，它規(guī)定了該系統(tǒng) 可同

12、時(shí)擁有的最大進(jìn)程數(shù)目。 每個(gè)PCB是系統(tǒng)PCB表中的一個(gè)表目。 PCB表常駐內(nèi)存，存放于OS中專門開辟的PCB區(qū)。2.3 進(jìn)程控制進(jìn)程控制進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的，有它的開始和結(jié)束。在它的生命周期中，在進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的，有它的開始和結(jié)束。在它的生命周期中，在 幾種不同的狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。幾種不同的狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。OS提供一些程序段實(shí)現(xiàn)這些轉(zhuǎn)換。這些程序段必須用機(jī)器提供一些程序段實(shí)現(xiàn)這些轉(zhuǎn)換。這些程序段必須用機(jī)器 語言書寫，且在執(zhí)行中不可被中斷。語言書寫，且在執(zhí)行中不可被中斷。原語（原語（Primitive）：指用機(jī)器語言書寫的、在執(zhí)行中不可被）：指用機(jī)器語言書寫的、在執(zhí)行中不可被 中斷的程序段。中斷的程序段。原語屬

13、于原語屬于OS內(nèi)核（內(nèi)核（Kernal）。）。完成進(jìn)程控制的原語有：創(chuàng)建完成進(jìn)程控制的原語有：創(chuàng)建(Create)、終止、終止(Termination)、 阻塞阻塞(Blocked)、喚醒、喚醒(Wakeup)等。等。2.3 進(jìn)程控制進(jìn)程控制一、進(jìn)程的創(chuàng)建（一、進(jìn)程的創(chuàng)建（Creation）導(dǎo)致創(chuàng)建新進(jìn)程的事件：導(dǎo)致創(chuàng)建新進(jìn)程的事件：1.批處理系統(tǒng)中，接收了一個(gè)新作業(yè)。批處理系統(tǒng)中，接收了一個(gè)新作業(yè)。2.分時(shí)系統(tǒng)中，用戶登錄。分時(shí)系統(tǒng)中，用戶登錄。3.運(yùn)行中的用戶程序提出某種服務(wù)請(qǐng)求。運(yùn)行中的用戶程序提出某種服務(wù)請(qǐng)求。4.基于應(yīng)用進(jìn)程自身的需要?；趹?yīng)用進(jìn)程自身的需要。 OSOS作為創(chuàng)建者作為

14、創(chuàng)建者說明：說明：1）一個(gè)應(yīng)用進(jìn)程在其執(zhí)行期間，通過執(zhí)行創(chuàng)建進(jìn)程系統(tǒng)調(diào)）一個(gè)應(yīng)用進(jìn)程在其執(zhí)行期間，通過執(zhí)行創(chuàng)建進(jìn)程系統(tǒng)調(diào) 用命令（例如用命令（例如fork），可以創(chuàng)建幾個(gè)新進(jìn)程。），可以創(chuàng)建幾個(gè)新進(jìn)程。2）而最終進(jìn)程的創(chuàng)建，是由進(jìn)程創(chuàng)建原語）而最終進(jìn)程的創(chuàng)建，是由進(jìn)程創(chuàng)建原語create( )實(shí)現(xiàn)的。實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)用進(jìn)程作為創(chuàng)建者應(yīng)用進(jìn)程作為創(chuàng)建者2.3 進(jìn)程控制進(jìn)程控制一、進(jìn)程的創(chuàng)建（一、進(jìn)程的創(chuàng)建（Creation）3）創(chuàng)建者是父進(jìn)程，被創(chuàng)建的新進(jìn)程是子進(jìn)程。子進(jìn)程可以）創(chuàng)建者是父進(jìn)程，被創(chuàng)建的新進(jìn)程是子進(jìn)程。子進(jìn)程可以 創(chuàng)建子子進(jìn)程，如此輪流下去，構(gòu)成一棵進(jìn)程家族樹。創(chuàng)建子子進(jìn)程，如此輪流下

15、去，構(gòu)成一棵進(jìn)程家族樹。4）父、子進(jìn)程的執(zhí)行有兩種可能性：）父、子進(jìn)程的執(zhí)行有兩種可能性： - 父進(jìn)程和子進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行；父進(jìn)程和子進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行； - 父進(jìn)程等待，直到子進(jìn)程結(jié)束。父進(jìn)程等待，直到子進(jìn)程結(jié)束。2.3 進(jìn)程控制進(jìn)程控制Create（）工作流程：（）工作流程：入口入口填寫填寫PCBPCB的相關(guān)項(xiàng)的相關(guān)項(xiàng)將將PCBPCB鏈入就緒隊(duì)列鏈入就緒隊(duì)列返回返回出錯(cuò)出錯(cuò)申請(qǐng)內(nèi)存空間申請(qǐng)內(nèi)存空間裝入程序和數(shù)據(jù)裝入程序和數(shù)據(jù)申請(qǐng)空白申請(qǐng)空白PCBPCB分配其它資源分配其它資源申請(qǐng)到申請(qǐng)到申請(qǐng)到申請(qǐng)到申請(qǐng)不到申請(qǐng)不到申請(qǐng)不到申請(qǐng)不到2.3 進(jìn)程控制進(jìn)程控制二、進(jìn)程的終止（二、進(jìn)程的終止（ Termin

16、ation ）當(dāng)最后一條語句運(yùn)行結(jié)束時(shí)，一個(gè)進(jìn)程終止。此時(shí)它使當(dāng)最后一條語句運(yùn)行結(jié)束時(shí)，一個(gè)進(jìn)程終止。此時(shí)它使 用相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用命令（如用相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用命令（如exit）請(qǐng)求）請(qǐng)求OS將其撤消。將其撤消。在許多系統(tǒng)中，若一個(gè)進(jìn)程終止，則其子孫進(jìn)程也必須在許多系統(tǒng)中，若一個(gè)進(jìn)程終止，則其子孫進(jìn)程也必須 同時(shí)被終止同時(shí)被終止。終止原語的主要操作包括：終止原語的主要操作包括： 1）按照被終止進(jìn)程的標(biāo)識(shí)符找到其）按照被終止進(jìn)程的標(biāo)識(shí)符找到其PCB； 2）將其運(yùn)行的結(jié)果信息返給其父進(jìn)程；）將其運(yùn)行的結(jié)果信息返給其父進(jìn)程； 3）將其所占資源或歸還系統(tǒng)，或還給其父進(jìn)程；）將其所占資源或歸還系統(tǒng)，或還給其父進(jìn)

17、程； 4）將其）將其PCB置為空；置為空； 5）若被終止進(jìn)程處于執(zhí)行狀態(tài)，則引發(fā)進(jìn)程調(diào)度；）若被終止進(jìn)程處于執(zhí)行狀態(tài)，則引發(fā)進(jìn)程調(diào)度； 6）若被終止進(jìn)程有子孫進(jìn)程，則將其子孫進(jìn)程同時(shí)終止。）若被終止進(jìn)程有子孫進(jìn)程，則將其子孫進(jìn)程同時(shí)終止。2.3 進(jìn)程控制進(jìn)程控制三、進(jìn)程的阻塞（三、進(jìn)程的阻塞（blocked）和喚醒（）和喚醒（wakeup）執(zhí)行狀態(tài)進(jìn)程遇到下列典型事件時(shí)，調(diào)用執(zhí)行狀態(tài)進(jìn)程遇到下列典型事件時(shí)，調(diào)用blocked（）原語（）原語 將自己阻塞：將自己阻塞： 1.沒有申請(qǐng)到資源；沒有申請(qǐng)到資源； 2.啟動(dòng)了啟動(dòng)了I/O操作；操作； 3.運(yùn)行所需數(shù)據(jù)尚未到達(dá)。運(yùn)行所需數(shù)據(jù)尚未到達(dá)。當(dāng)阻塞

18、進(jìn)程所等待的事件發(fā)生時(shí)，就會(huì)被喚醒。當(dāng)阻塞進(jìn)程所等待的事件發(fā)生時(shí)，就會(huì)被喚醒。阻塞過程：阻塞過程： 1）進(jìn)程狀態(tài)置為阻塞狀態(tài)，并移入相應(yīng)的阻塞隊(duì)列；）進(jìn)程狀態(tài)置為阻塞狀態(tài)，并移入相應(yīng)的阻塞隊(duì)列； 2）引發(fā)進(jìn)程調(diào)度。）引發(fā)進(jìn)程調(diào)度。喚醒過程：?jiǎn)拘堰^程： 進(jìn)程狀態(tài)置為就緒狀態(tài)，并移入就緒隊(duì)列。進(jìn)程狀態(tài)置為就緒狀態(tài)，并移入就緒隊(duì)列。總結(jié)：總結(jié)： 進(jìn)程控制原語與進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的對(duì)應(yīng)：進(jìn)程控制原語與進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的對(duì)應(yīng)： 執(zhí) 行 狀執(zhí) 行 狀態(tài)態(tài)就 緒 狀就 緒 狀態(tài)態(tài)阻 塞 狀阻 塞 狀態(tài)態(tài)新狀態(tài)新狀態(tài)終 止 狀終 止 狀態(tài)態(tài)create進(jìn)程調(diào)度進(jìn)程調(diào)度termination 中斷中斷blockedwak

19、eup2.3 進(jìn)程控制進(jìn)程控制2.3 進(jìn)程控制進(jìn)程控制UNIX系統(tǒng)實(shí)例：系統(tǒng)實(shí)例：1-進(jìn)程家族樹進(jìn)程家族樹initloginshellloginloginshell終端終端2 2cp終端終端1 1終端終端0 01.1.系統(tǒng)初啟后，由系統(tǒng)核心程序建立init進(jìn)程。init進(jìn)程讀取文件/etc/ttys，該文件告訴系統(tǒng)共有幾個(gè)終端并提供每個(gè)終端的說明。init進(jìn)程將為每個(gè)終端生成一個(gè)子進(jìn)程，然后將自己掛起直到有子進(jìn)程結(jié)束。2.每個(gè)子進(jìn)程等待用戶登記（login）使用系統(tǒng)，接著執(zhí)行shell命令解釋程序。3.上圖系統(tǒng)中有三個(gè)終端。運(yùn)行在終端0上的子進(jìn)程仍在等待用戶登錄；在終端1上的子進(jìn)程已成功登錄了

20、用戶，正運(yùn)行shell等待命令輸入；在終端2上的子進(jìn)程也成功登錄了用戶，該用戶正運(yùn)行cp程序，cp是shell的子進(jìn)程，shell 則等待該進(jìn)程結(jié)束。cp結(jié)束后，shell再接收輸入，創(chuàng)建新進(jìn)程執(zhí)行新輸入命令。2.3 進(jìn)程控制進(jìn)程控制UNIX系統(tǒng)實(shí)例：系統(tǒng)實(shí)例：2-相關(guān)系統(tǒng)調(diào)用相關(guān)系統(tǒng)調(diào)用1. fork系統(tǒng)調(diào)用： 功能：建立子進(jìn)程 返回值：fork對(duì)子進(jìn)程返回0，對(duì)父進(jìn)程返回子進(jìn)程的標(biāo)識(shí)符。 具體描述：子進(jìn)程是父進(jìn)程的一個(gè)副本，這就允許父進(jìn)程可以很容易地 與子進(jìn)程通信。父子進(jìn)程都從fork后的那條指令繼續(xù)執(zhí)行。2. exec系統(tǒng)調(diào)用： 輸入?yún)?shù)：新程序名， 功能：以指定程序覆蓋當(dāng)前進(jìn)程的程序代

21、碼。3. wait系統(tǒng)調(diào)用： 輸入?yún)?shù)：進(jìn)程號(hào) 功能：等待指定進(jìn)程結(jié)束。2.3 進(jìn)程控制進(jìn)程控制UNIX系統(tǒng)實(shí)例：系統(tǒng)實(shí)例：3-shell的內(nèi)部部分代碼的內(nèi)部部分代碼 顯示命令提示符 等待用戶輸入命令行 對(duì)命令行分析和解釋，得到要運(yùn)行的程序（例如cp）及其運(yùn)行參數(shù) if (pid=fork( )0 ) /*父進(jìn)程代碼，典型地如：*/ wait ( pid ); /*等待該子進(jìn)程結(jié)束*/ 顯示下一個(gè)命令提示符 else /*子進(jìn)程代碼，典型地如：*/ exec(cp, ); 2.4 線程的基本概念線程的基本概念一、線程的引入一、線程的引入引入進(jìn)程：使多個(gè)程序并發(fā)運(yùn)行。進(jìn)程：1.擁有資源的獨(dú)立單位

22、； 2.獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位。 進(jìn)程是可獨(dú)立運(yùn)行的基本單位，這正是并發(fā)的基礎(chǔ)。 但也由于1和2，使系統(tǒng)在創(chuàng)建、撤消進(jìn)程及進(jìn)行進(jìn)程切換 時(shí)須付出較大的時(shí)空開銷。 系統(tǒng)會(huì)限制參與并發(fā)運(yùn)行的進(jìn)程數(shù)目及切換頻率。 限制了更高程度上的并發(fā)。2.4 線程的基本概念線程的基本概念一、線程的引入一、線程的引入引入線程：減少程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)的時(shí)空開銷，使并發(fā)性更好。將進(jìn)程的兩個(gè)屬性分開。 進(jìn)程：擁有資源的獨(dú)立單位； 線程：進(jìn)程中的一個(gè)實(shí)體，是獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位。 -輕型進(jìn)程線程包含一個(gè)線程ID、一個(gè)程序計(jì)數(shù)器、一組寄存器和棧； 它可與其它線程共享所屬進(jìn)程的全部資源。 2.4 線程的基本概念線程的基本概念

23、一、線程的引入一、線程的引入傳統(tǒng)操作系統(tǒng)中使用的是單線程（單線程（single-threaded）方法，即每個(gè) 進(jìn)程中只包含一個(gè)線程，因而線程的概念不被認(rèn)識(shí)。例， MS-DOS：每次只允許一個(gè)進(jìn)程運(yùn)行，該進(jìn)程中含一個(gè)線程。 UNIX：允許多個(gè)進(jìn)程并發(fā)運(yùn)行，每個(gè)進(jìn)程中只有一個(gè)線程。多線程多線程指操作系統(tǒng)支持在同一進(jìn)程中的多個(gè)線程的并發(fā)運(yùn)行。Windows NT、Solaris和OS/2等操作系統(tǒng)使用支持多個(gè)進(jìn)程并發(fā) 運(yùn)行，且支持同一進(jìn)程中多個(gè)線程并發(fā)運(yùn)行的方法。許多在現(xiàn)代臺(tái)式PC機(jī)上運(yùn)行的軟件包也是多線程的。例如一個(gè)字 處理軟件可以有一個(gè)線程去顯示圖形，另一線程去讀用戶鍵入的 字符，第三個(gè)線程在后臺(tái)執(zhí)行拼寫和語法檢查。2.4 線程的基本概念線程的基本概念二、用戶級(jí)線程和內(nèi)核支持線程二、用戶級(jí)線程和內(nèi)核支持線程線程目錄線程目錄進(jìn)程進(jìn)程用戶空間用戶空間P P