ucore—11至14讲:进程与线程

2024-02-07 02:18
文章标签 线程 进程 14 ucore

本文主要是介绍ucore—11至14讲:进程与线程，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

文章目录

  • 第十一讲：进程和线程
    • 11.1 进程的概念
    • 11.2 进程控制块
    • 11.3 进程状态
    • 11.4 三状态进程模型
    • 11.5 挂起进程模型(重要)
    • 11.6 线程概念
    • 11.7 线程实现之—用户线程实现(重要)
    • 11.8 线程实现之—内核线程实现
    • 11.9 线程实现之—轻量级进程(混合实现)
  • 第十二讲：进程控制
    • 12.1 进程切换
    • 12.2 进程创建
    • 12.3 进程加载
    • 12.4 进程等待与退出
    • 12.5 其他进程控制的系统调用
  • 第十三讲(实验4)：内核线程管理
  • 第十四讲(实验5)：用户进程管理

第十一讲：进程和线程

11.1 进程的概念

  • 进程概念
    在这里插入图片描述
  • 内存中的进程
    在这里插入图片描述
  • 进程的组成
    这些内容最终构成了进程控制块
    在这里插入图片描述
  • 进程的特点
    动态性：可动态地创建、结束进程
    并发性：进程可以被独立调度并占用处理机运行
    独立性：不同进程的工作互不影响
    制约性：因访问共享数据、资源或进程间同步而产生制约
    => 需要权衡好进程的独立性和制约性
    在这里插入图片描述
  • 进程与程序的关系
    联系
    在这里插入图片描述
    区别
    在这里插入图片描述

11.2 进程控制块

  • pcb基本概念
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
  • 进程控制块的内容
    主要包括三方面的信息：
    1.进程标志信息； 2.处理机现场信息； 3.进程控制信息；
    在这里插入图片描述
    进程控制信息主要包括以下内容：
    在这里插入图片描述
  • 进程控制块的组织
    注意就绪和阻塞进程是分开组织的！！！
    在这里插入图片描述

11.3 进程状态

  • 进程生命周期
    创建、执行、等待(阻塞)、抢占、唤醒、结束(此处所说的六个更多地像是五态模型中的六个状态转换，而不是某一段时间所处状态)
    (不同操作系统设定的生命周期不同!) =>更常见的说法：
    三态模型：就绪、执行、阻塞
    五态模型：创建、就绪、执行、阻塞、结束

  • 创建
    创建好后将进程放入就绪队列
    在这里插入图片描述

  • 执行
    如何选择执行的进程？ => 涉及到调度算法!
    在这里插入图片描述

  • 等待
    这里的等待就是常说的阻塞
    在这里插入图片描述

  • 抢占
    在这里插入图片描述

  • 唤醒
    在这里插入图片描述

  • 结束
    在这里插入图片描述

  • 进程切换
    在这里插入图片描述

11.4 三状态进程模型

  • 三态模型
    这里其实是五态模型
    在这里插入图片描述

11.5 挂起进程模型(重要)

  • 进程挂起
    为什么需要挂起？ => 物理内存不足时，将部分进程从内存换出到外存！
    等待挂起：进程在外存并等待某事件的出现
    就绪挂起：进程在外存，并且处于就绪状态.只要进入内存，即可运行
    内存到外存 => 挂起
    外存到内存 => 激活
    在这里插入图片描述
  • 使用队列维护各种状态的进程:状态队列
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

11.6 线程概念

  • 为什么需要线程
    …略

  • 线程基本概念
    在这里插入图片描述
    进程是资源分配的基本单位；
    线程是调度的基本单位 => 如何实现以线程为调度的基本单位？让每个线程由自己的栈即可！

  • 进程和线程的关系
    线程=进程 — 共享资源
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

  • 线程的优点与缺点
    在这里插入图片描述

11.7 线程实现之—用户线程实现(重要)

  • 线程的三种实现方式
    在这里插入图片描述
  • 用户线程实现
    内核中仍然只有PCB，而没有TCB！操作系统并不感知用户态下有多线程的支持
    在这里插入图片描述
  • 用户线程的特征
    在这里插入图片描述
  • 用户线程的不足
    在这里插入图片描述

11.8 线程实现之—内核线程实现

  • 内核线程实现
    在这里插入图片描述
  • 内核线程的特征
    在这里插入图片描述

11.9 线程实现之—轻量级进程(混合实现)

  • 轻权进程
    solaris有实现轻权进程，不过效果不如预期理想！
    在这里插入图片描述
    仍然不是很懂? => 可参考《深入理解JVM》第12章关于Java线程实现

  • 用户线程与内核线程的对应关系
    通常，一对一是用得较多且理想的
    在这里插入图片描述

第十二讲：进程控制

12.1 进程切换

  • 进程切换基本概念
    在这里插入图片描述
  • 示例
    在这里插入图片描述
  • PCB的组织
    在这里插入图片描述
  • PCB内容
    在这里插入图片描述

12.2 进程创建

  • 创建进程
    在这里插入图片描述

  • 通过系统调用创建子进程示例
    在这里插入图片描述

  • fork()的地址空间复制
    在这里插入图片描述

  • 程序加载和执行
    通过exec加载子进程中将要执行的程序
    在这里插入图片描述
    子进程中程序加载的变化过程
    调用fotrk()后子进程与父进程除pid外基本完全一样
    在这里插入图片描述
    子进程加载新的程序 => 子进程地址空间中的内容发生变换(可参考csapp)
    在这里插入图片描述

  • ucore中fork()的实现
    …略(见代码)

  • 关于fork()的开销问题
    在这里插入图片描述
    Linux使用上述的写时复制，可参考csapp 9.8节

12.3 进程加载

  • exec系统调用进行加载
    这里的加载其实类似于bios加载booloader、bootloader加载系统内核，都需要将程序加载到内存，然后将控制交给加载进来的程序起始处…
    在这里插入图片描述
  • ucore中exec的实现
    …略(见代码)

12.4 进程等待与退出

  • 父进程等待子进程
    在这里插入图片描述
  • 进程退出
    在这里插入图片描述
  • ucore中wait与exit函数的实现
    …略(见代码)

12.5 其他进程控制的系统调用

  • 其他系统调用
    在这里插入图片描述
  • 进程控制vs进程状态
    在这里插入图片描述

第十三讲(实验4)：内核线程管理

略…(详见实验指导书与代码)

第十四讲(实验5)：用户进程管理

略…(详见实验指导书与代码)

这篇关于ucore—11至14讲:进程与线程的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/686243。

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