并发与并行：进程管理与死锁探索

本文主要探讨了进程管理的相关概念，包括并发与并行的定义、进程的基本概念、进程控制、线程、进程调度、进程同步、进程通信和死锁的概览，以及在Linux操作系统中的应用。 并发与并行是计算机系统中实现多任务处理的关键概念。并行执行是指两个或更多程序在同一时间度量下，在不同的处理机上同时运行。而并发执行则更加广泛，即使两个活动在同一处理机上交替执行，只要在某个时间点它们都能处于活动状态，就可以认为是并发的。并发系统是由多个并发执行的活动构成的软件系统。 为了解决单处理机同时执行多个任务的需求，操作系统引入了进程的概念。进程是程序的一次动态执行过程，包括程序、进程控制块（PCB）和数据三部分。PCB存储着程序的运行信息，用于管理系统调度。进程有三种基本状态：运行状态（程序正在CPU上执行）、就绪状态（等待CPU但已具备运行条件）和阻塞状态（等待某些事件发生，如I/O操作完成）。 处理机分配是操作系统的重要任务，它负责为进程分配时间片，根据系统服务目标选择优先级最高的进程运行，并处理中断现场的保护。作业是用户提交给系统的任务，由一系列作业步组成，每个作业步都有其程序和数据。作业控制块（JCB）用于保存作业管理和调度所需的信息。 线程是轻量级的进程，共享进程的资源，使得在单一进程中能有更多的并发执行单元。线程的引入减少了上下文切换的开销，提高了系统效率。进程调度则是决定哪个进程获得CPU使用权的过程，可以有不同的调度策略来优化系统性能。 进程同步和通信是解决并发环境下进程间协作和数据交换的问题。死锁是指两个或多个进程互相等待对方释放资源，导致都无法继续执行的情况。避免死锁的方法包括预防、避免和检测与恢复策略。 在Linux操作系统中，进程管理是通过内核来实现的，提供了丰富的API供开发者管理和控制进程。通过系统调用，用户空间的程序可以创建、撤销、控制和通信进程，实现高效的并发执行。 总结来说，这篇资料涵盖了进程管理的核心内容，从基础理论到实际操作，为理解进程和线程的运作提供了全面的视角。