操作系统进程管理：进程与线程、同步互斥解析

运行")状态 等待(Waiting)或阻塞(Blocked)状态 在操作系统中，进程的状态主要有三种：就绪、执行和等待。当进程被操作系统选中并准备在CPU上运行时，它处于就绪状态。一旦CPU时间片分配给进程，它将进入执行状态，实际执行其指令。如果进程需要等待某个事件（如I/O操作完成或获得资源），则会进入等待状态。进程可以在这些状态之间进行转换，例如，执行中的进程可能因资源请求而变为等待状态，而等待状态的进程在事件完成时会变成就绪状态。 2.1.4进程组成 进程由三部分构成：程序段、数据段和进程控制块（PCB）。程序段包含进程执行的指令，数据段包括进程处理的数据，而PCB是操作系统用于存储进程相关信息的数据结构，如进程ID、状态、优先级、内存映射等。 2.1.5进程控制块和进程队列 进程控制块（PCB）是操作系统管理进程的核心，它记录了进程的全部状态信息，如进程标识符、当前状态、资源分配情况、调度信息等。操作系统通过PCB对进程进行创建、撤销、阻塞、唤醒等操作。进程队列则是根据进程状态组织的，如就绪队列、等待队列和执行队列，用于管理和调度进程。 2.1.6进程控制 进程控制涉及对进程的创建、撤销、阻塞、唤醒等操作。创建原语用于创建新进程，撤销原语用于结束进程，阻塞原语用于将进程从执行状态转变为等待状态，而唤醒原语则相反，将等待状态的进程恢复到就绪状态。 2.3同步 进程同步是指多个进程间有秩序地共享资源和协调执行。信号量机制是实现进程同步的一种常见方法，通过信号量的P（降低）和V（增加）操作来控制对临界资源的访问。 2.4信号量 信号量是一个整型变量，用于控制对公共资源的访问。P操作减小信号量值，若值小于0则进程进入等待状态；V操作增大信号量值，若原值为负，则唤醒等待的进程。 2.5进程间通信 进程间通信（IPC）允许进程之间交换信息，包括管道、消息队列、共享内存、信号、套接字等机制。 2.6进程调度 进程调度负责选择就绪队列中的进程分配CPU。常见的调度算法有先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、时间片轮转（RR）等。 2.7死锁 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状态。死锁预防和避免是操作系统设计中的重要课题，通常通过资源预分配、银行家算法等方式来解决。 撤消原语的实现过程是操作系统进程管理的一部分，涉及对进程的控制，包括创建、撤销、阻塞和唤醒等操作。理解这些基本概念对于深入理解操作系统的工作原理至关重要。