第4章進(jìn)程及進(jìn)程管理

1、123 P2 C2 I2 P1 C1 I1作業(yè)作業(yè)1作業(yè)作業(yè)2單用戶系統(tǒng)中操作的先后次序圖45 I1 I2 I3 I4C1C3C2P1P2 哪些程序段的執(zhí)行必須是順 序的？為什么？ 哪些程序段的執(zhí)行是并行 的？為什么？多用戶系統(tǒng)中操作的先后次序圖6PQR三個(gè)并發(fā)進(jìn)程7程序程序A n := n+1; 程序程序B print(n); n := 0; 共享變量的兩個(gè)程序8程序程序A的的n :=n+1與與程序程序B的兩個(gè)語(yǔ)句的兩個(gè)語(yǔ)句的關(guān)系的關(guān)系 n的賦值的賦值 打印的結(jié)果打印的結(jié)果 n的最終賦值的最終賦值 之前之前 10 11 0 之后之后 10 10 1 之間之間 10 10 0 程序程序A n

2、:= n+1; 程序程序B print(n); n := 0; 共享變量的兩個(gè)程序9例例1： I1 輸入程序段輸入程序段 I2 In例例2： 編譯編譯1C編譯程序編譯程序 編譯編譯2 編譯編譯n一個(gè)程序?qū)?yīng)多個(gè)計(jì)算的例子10111213 運(yùn)運(yùn) 行行服務(wù)請(qǐng)求服務(wù)請(qǐng)求(請(qǐng)求請(qǐng)求I/O等等)服務(wù)完成服務(wù)完成/事件來(lái)到事件來(lái)到進(jìn)程調(diào)度進(jìn)程調(diào)度時(shí)間片到時(shí)間片到 等等 待待 就就 緒緒個(gè)別系統(tǒng)提供個(gè)別系統(tǒng)提供進(jìn)程狀態(tài)變遷圖14 運(yùn)運(yùn) 行行服務(wù)請(qǐng)求服務(wù)請(qǐng)求(請(qǐng)求請(qǐng)求I/O等等)服務(wù)完成服務(wù)完成/事件來(lái)到事件來(lái)到進(jìn)程調(diào)度進(jìn)程調(diào)度 等等 待待 就就 緒緒進(jìn)程狀態(tài)變遷圖15 運(yùn)運(yùn) 行行1234 等等 待待 就就

3、緒緒變遷變遷1 變遷變遷3，是否會(huì)發(fā)生？需要什么條件？，是否會(huì)發(fā)生？需要什么條件？變遷變遷4 變遷變遷3，是否會(huì)發(fā)生？需要什么條件？是否會(huì)發(fā)生？需要什么條件？進(jìn)程狀態(tài)變遷的討論1617181920進(jìn)程進(jìn)程控制塊控制塊PCB程序程序與與數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)程組成的示意圖21wait_lpt_q_startPCB3PCB7 next打印機(jī)等待隊(duì)列結(jié)構(gòu)打印機(jī)等待隊(duì)列結(jié)構(gòu)runningPCB4 next運(yùn)行指針運(yùn)行指針ready_q_start PCB1PCB2PCB9就緒隊(duì)列結(jié)構(gòu)就緒隊(duì)列結(jié)構(gòu)next進(jìn)程隊(duì)列結(jié)構(gòu)示例2223創(chuàng)建撤銷無(wú)無(wú)有有消亡消亡等待運(yùn)行運(yùn)行等待等待喚醒就緒就緒等待等待2425ab 1 入口入

4、口 查查PCB總鏈總鏈有同名有同名 ? 向系統(tǒng)申請(qǐng)一個(gè)向系統(tǒng)申請(qǐng)一個(gè)空的空的PCB 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)有空有空PCB ? 將入口信息填入將入口信息填入PCB相應(yīng)項(xiàng)相應(yīng)項(xiàng) 將將PCB入就緒隊(duì)列入就緒隊(duì)列 將將PCB入總鏈隊(duì)列入總鏈隊(duì)列返回進(jìn)返回進(jìn)程程pid出錯(cuò)出錯(cuò)YN出錯(cuò)出錯(cuò)PCB池示意圖進(jìn)程創(chuàng)建原語(yǔ)流程圖2627入口入口由運(yùn)行指針得當(dāng)前進(jìn)程的由運(yùn)行指針得當(dāng)前進(jìn)程的pid釋放本進(jìn)程所占用的資源給父進(jìn)程釋放本進(jìn)程所占用的資源給父進(jìn)程該進(jìn)程從總鏈隊(duì)列中摘下該進(jìn)程從總鏈隊(duì)列中摘下釋放釋放PCB結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)進(jìn)程調(diào)度轉(zhuǎn)進(jìn)程調(diào)度進(jìn)程撤銷原語(yǔ)流程圖2829入口入口保護(hù)進(jìn)程的保護(hù)進(jìn)程的CPU現(xiàn)場(chǎng)到現(xiàn)場(chǎng)到PCB結(jié)構(gòu)中結(jié)構(gòu)中置

5、該進(jìn)程為置該進(jìn)程為”等待等待”狀態(tài)狀態(tài)將該進(jìn)程將該進(jìn)程PCB結(jié)構(gòu)插入到等待結(jié)構(gòu)插入到等待隊(duì)列中隊(duì)列中轉(zhuǎn)進(jìn)程調(diào)度轉(zhuǎn)進(jìn)程調(diào)度進(jìn)程等待原語(yǔ)流程圖3031入口入口找到該等待隊(duì)列找到該等待隊(duì)列將隊(duì)列首進(jìn)程移出此等待隊(duì)列將隊(duì)列首進(jìn)程移出此等待隊(duì)列將該進(jìn)程置將該進(jìn)程置為為”就緒就緒”狀態(tài)，狀態(tài)，并將并將PCB結(jié)構(gòu)插入到就緒結(jié)構(gòu)插入到就緒隊(duì)列中隊(duì)列中返回返回進(jìn)程喚醒原語(yǔ)流程圖323334 x := x+1; csa 進(jìn)程進(jìn)程A進(jìn)程進(jìn)程B x := x+1; csb 進(jìn)程臨界區(qū)示意圖35 x := x+1; csa 進(jìn)程進(jìn)程A進(jìn)程進(jìn)程B x := x+1; csb 進(jìn)程臨界區(qū)示意圖36看病活動(dòng)：看病活動(dòng)： 要病

6、人去要病人去化驗(yàn)；化驗(yàn)； 等等化驗(yàn)結(jié)果；化驗(yàn)結(jié)果； 繼續(xù)診??；繼續(xù)診??；化驗(yàn)活動(dòng)：化驗(yàn)活動(dòng)： 需要進(jìn)行化驗(yàn)需要進(jìn)行化驗(yàn) ? 進(jìn)行進(jìn)行化驗(yàn)；化驗(yàn)； 開出化驗(yàn)結(jié)果；開出化驗(yàn)結(jié)果； 進(jìn)程同步活動(dòng)示意圖37 緩沖區(qū)緩沖區(qū)bufiop cpABCDABCD兩個(gè)進(jìn)程共享一個(gè)緩沖區(qū)示意圖3839 1W 進(jìn)入臨界區(qū)進(jìn)入臨界區(qū)csa 0W進(jìn)程進(jìn)程AW=0 ?= 0 1W 進(jìn)入臨界區(qū)進(jìn)入臨界區(qū)csb 0W進(jìn)程進(jìn)程BW=0 ?= 0兩個(gè)進(jìn)程使用臨界資源的操作404142 入入 口口 S-1 S S0 ?轉(zhuǎn)進(jìn)程調(diào)度轉(zhuǎn)進(jìn)程調(diào)度返回返回 入信號(hào)燈等待隊(duì)列入信號(hào)燈等待隊(duì)列 置置“等待狀態(tài)等待狀態(tài)”00 0 0P 操作原語(yǔ)流

7、程圖43 入入 口口 S+ +1 S 從信號(hào)燈的等待隊(duì)列中取出首元素從信號(hào)燈的等待隊(duì)列中取出首元素 入就緒隊(duì)列入就緒隊(duì)列 置置“就緒狀態(tài)就緒狀態(tài)” 返回返回 S0 ?0 0V 操作原語(yǔ)流程圖44上鎖原語(yǔ)上鎖原語(yǔ)進(jìn)入臨界區(qū)進(jìn)入臨界區(qū)csa 進(jìn)程進(jìn)程 pa開鎖原語(yǔ)開鎖原語(yǔ)上鎖原語(yǔ)上鎖原語(yǔ)進(jìn)入臨界區(qū)進(jìn)入臨界區(qū)csb 進(jìn)程進(jìn)程 pb開鎖原語(yǔ)開鎖原語(yǔ)兩個(gè)進(jìn)程利用上鎖、開鎖原語(yǔ)實(shí)現(xiàn)互斥4546p(mutex)進(jìn)入臨界區(qū)進(jìn)入臨界區(qū)csa 進(jìn)程進(jìn)程 pa v(mutex)p(mutex)進(jìn)入臨界區(qū)進(jìn)入臨界區(qū)csb 進(jìn)程進(jìn)程 pb v(mutex)兩個(gè)進(jìn)程利用信號(hào)燈的P、V操作實(shí)現(xiàn)互斥474849p3 s fp

8、5p1p2p4p6p9p10p8 f sp5p6p7 s f進(jìn)程流圖示例50pbpcpa f s3個(gè)合作進(jìn)程 的進(jìn)程流圖51pbpcpa f s3個(gè)合作進(jìn)程 的進(jìn)程流圖52 iop cp共享緩沖區(qū)的合作進(jìn)程的同步示意圖53 iop cp共享緩沖區(qū)的合作進(jìn)程 的同步示意圖54 iop cp共享緩沖區(qū)的合作進(jìn)程 的同步示意圖55 iop cp共享緩沖區(qū)的合作進(jìn)程 的同步示意圖5657c1p1 c2c3ck p2p3pm生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題示意圖58c1p1 c2c3ck p2p3pm生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題示意圖59606162636465運(yùn) 行 終止 創(chuàng)建 就緒 等待 線程的狀態(tài)變遷圖66676869例：

9、main() int x; while(x=fork()= = - 1); if(x= =0) printf(“a”); else printf(“b”); printf(“c”); abcc?bcac?abcc?acbc? cabc?結(jié)果 ？701.fork error2 . i=5 i=10 i=73. i=7 i=5 i=104. i=5 i=7 i=10插入else呢？71父子1子2main( ) if(fork()=0) 子1的代碼段 else if(fork()=0) 子2的代碼段 else 父代碼段 main( ) if(fork()=0) 子1的代碼段; if(fork()=0

10、) 子2的代碼段 else 子1的代碼段 else 父代碼段去掉這個(gè)去掉這個(gè)else誰(shuí)執(zhí)行這一段？誰(shuí)執(zhí)行這一段？子1子2父72main() if(fork()=0) printf(“a”); execlp(“file1”,0); printf(“b”); printf(“c”);file1:main() printf(“d”);acd?cad?adc?abdc?adbcc?7374int main(void)pthread_tid;int i,ret;ret=pthread_create(&id,NULL,(void *) thread,NULL);if(ret!=0) printf

11、(Create pthread error!n); exit (1);for(i=0;i3;i+)printf(This is the main process.n);pthread_join(id,NULL);return (0);757677printf(“c”);78798081p3p4 Fp2Sp1p582子進(jìn)程進(jìn)程執(zhí)行的流圖圖83 s fp5p6p73個(gè)合作進(jìn)程 的進(jìn)程流圖84運(yùn)行結(jié)果？運(yùn)行結(jié)果？A in son process isA in thread is A in father process is 1085868788899091929394959697ready_q scheduler susp wakeup receive pcb6pcb4pcb3pcb2pcb1 dispatcher CPU98調(diào)度/分派結(jié)構(gòu)示意圖99100101102 pcb1pcb2pcbnCPU完成完成103簡(jiǎn)單循環(huán)輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法示意圖104 運(yùn)行運(yùn)行首先選擇首先選擇 100ms 因因 IO 而等待而等待 高