第2讲 进程并发控制和死锁处理.ppt

*;*;*;*;程序的顺序执行 ;多道程序程序间的关系（并发执行） ; 进程的定义： 进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。 1、进程的特征： 进程是正在执行中的程序，进程有状态； 进程是一可调度的实体，即它是一完整的可执行部分； 进程可以与其他进程并行（并发）运行。;2、进程与程序的区别： 进程是程序的执行（动态），程序是指令集合； 进程有生命周期，程序是永久的； 进程含有程序、数据和状态； 一个程序可与多个进程相对应； 一个进程可以包含多个程序。;*; 一个进程从创建而产生至撤销而消亡的整个生命周期，可以用一组状态加以刻划。 ;进程的三种基本状态;2、就绪态（ready）：具备除处理器外的其它所有运行条件（具备的外设资源，内存资源等），等待系统分配处理器以便运行。 可以有多个进程同时处于就绪态，系统通常将他们排成一个队列，成为就绪队列。 就绪队列仅是保存就绪进程的数据结构，队列上进程的次序并不一定代表获取CPU的先后次序，这要视调度算法而定。 ;3、等待/阻塞态（blocked）：又称睡眠态，或挂起态。不具备运行条件，正在等待非CPU的资源的完成，如: 等待用户输入数据 等待外设空闲 等待其它进程的信号（如完成工作的信号） ;进程状态转换 处于一个状态的进程，在一定条件下会转变到另外一种状态。 状态转换条件： 运行态—→等待态：等待使用资源；如等待外设传输；等待人工干预。 等待态—→就绪态：资源得到满足；如外设传输结束；人工干预完成。 运行态—→就绪态：运行时间片到；出现有更高优先权进程。 就绪态—→运行态：CPU空闲时选择一个就绪进程。 ;*;*;*; 进程控制块 为了有效的管理进程和资源，操作系统必须掌握每一个进程和使用资源的当前状态； 操作系统为每个进程设置一个数据结构，涵盖进程相关的所有管理信息。该结构称为进程控制块，Process Control Block, PCB； Linux的PCB: 对应结构tast_struct，可参见源代码目录include/linux/sched.h ;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;死锁现象;*;死锁的概念; 申请和释放资源是由系统调用, 例子如下: 申请和释放设备资源 打开和关闭文件 分配和释放内存空间 申请和释放资源 可以通过 在信号量上操作wait 和 signal来完成。; 在多程序系统中, 进程竞争有限的资源CPU、 内存、 外设 (磁带, 打印机等)。 如果一个进程申请一个资源， 但资源不可用， 这个进程可以进入睡眠状态 如果被等待的资源永远不被释放, 那么该进程就永远无法重新运行。; 当一个集合中的每一个进程都在等待一个可能由该集合中另一个进程导致的事件时，称该进程集合陷入死锁 状态 ， 比如, 进程1持有磁带驱动器， 进程2持有打印机. 如果这时进程1申请打印机，进程2申请磁带驱动器, 一个死锁就发生了 …;*;死锁产生的原因; 从原理上来说，有三种方式可以处理死锁问题确保系统决不会进入死锁状态 使用协议进行死锁的预防 使用协议以避免死锁 允许系统进入死锁, 但是要检测它并加以恢复 ; 死锁的预防 是一个方法集， 它保证四个必要条件中至少有一个条件不满足 死锁的避免 要求操作系统事先得到有关进程申请资源和使用资源的一些额外信息。有了这些额外信息可确定：对于一个申请，进程是否应等待。 典型算法代表是“银行家算法”;2.13.1 预防死???;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*