【文章內(nèi)容簡介】 這種狀態(tài)的進(jìn)程都在等待某個(gè)事件或某個(gè)資源，可中斷等待狀態(tài)的進(jìn)程可以被信號喚醒而進(jìn)入就緒狀態(tài)等待調(diào)度，而不可中斷等待狀態(tài)的進(jìn)程是因?yàn)橛布Y源無法滿足，不能被信號喚醒，必須等到所等待的資源得到之后由特定的方式喚醒。 進(jìn)程 進(jìn)程 (3) 僵死狀態(tài) (zombie) 由于某些原因進(jìn)程被終止，這個(gè)進(jìn)程所擁有的內(nèi)存、文件等資源全部釋放之后，還保存著 PCB信息，這種占有 PCB但已經(jīng)無法運(yùn)行的進(jìn)程就處于僵死狀態(tài)。 (4) 暫停狀態(tài) 處于暫停狀態(tài)的進(jìn)程，一般都是由運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換而來，等待某種特殊處理。比如處于調(diào)試跟蹤的程序，每執(zhí)行到一個(gè)斷點(diǎn)，就轉(zhuǎn)入暫停狀態(tài)，等待新的輸入信號。 (5) 交換狀態(tài) 處于交換狀態(tài)的進(jìn)程正在執(zhí)行內(nèi)存、外存的交換工作。這個(gè)狀態(tài)在 ，在 。 進(jìn)程 (6) 獨(dú)占狀態(tài) 它應(yīng)該是等待狀態(tài)的一種，處于獨(dú)占狀態(tài)的進(jìn)程位于等待隊(duì)列中，當(dāng)?shù)却氖录l(fā)生時(shí)，只有處于這種狀態(tài)的進(jìn)程被喚醒，其他處于可中斷和不可中斷等待狀態(tài)的進(jìn)程則繼續(xù)等待。 Linux ，如果事件發(fā)生，只喚醒處于獨(dú)占狀態(tài)的那一個(gè)進(jìn)程，這就可以大大提高 Apache這類 Web應(yīng)用的效率，使Linux更適合網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的角色。 Linux系統(tǒng)進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換情況。采取一定的簡化措施：按照進(jìn)程是否占有處理機(jī)為依據(jù)，把進(jìn)程的運(yùn)行狀態(tài)分為執(zhí)行和就緒兩種狀態(tài)；等待狀態(tài)統(tǒng)一考慮，不再區(qū)分是否可中斷，獨(dú)占狀態(tài)也作為一種等待狀態(tài)處理；不涉及交換狀態(tài)。見圖 。 圖 程。從圖的左下方開始看，系統(tǒng)在某種特定的情況下，響應(yīng)某個(gè)要求，首先分配各種資源，創(chuàng)建一個(gè)新的進(jìn)程，進(jìn)程進(jìn)入就緒隊(duì)列。 圖 Linux系統(tǒng)進(jìn)程狀態(tài)及轉(zhuǎn)換示意圖 進(jìn)程 所有的進(jìn)程必須在就緒之后，才有資格競爭 CPU，進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。這樣，進(jìn)程的整個(gè)生命周期中，大致的轉(zhuǎn)換路徑總是沿著三個(gè)閉合回路進(jìn)行。 就緒狀態(tài)和執(zhí)行狀態(tài)形成第一個(gè)回路。進(jìn)程進(jìn)入就緒態(tài)，放入可執(zhí)行隊(duì)列等待，一旦被調(diào)度函數(shù)選中，就切換現(xiàn)場，進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，等自己的時(shí)間片耗盡之后，馬上保護(hù)現(xiàn)場，讓出 CPU，轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài)，等待新的調(diào)度。 執(zhí)行狀態(tài)、等待狀態(tài)和就緒狀態(tài)形成第二個(gè)回路。處于執(zhí)行狀態(tài)的進(jìn)程，有時(shí)需要等待某個(gè)事件或某種資源的發(fā)生，這時(shí)，繼續(xù)占有 CPU也無法開展工作，就轉(zhuǎn)入等待狀態(tài)， CPU由下一個(gè)被調(diào)度的進(jìn)程占有。當(dāng)?shù)却M(jìn)程所等待的事件發(fā)生后，等待進(jìn)程被喚醒，進(jìn)入就緒狀態(tài)。 進(jìn)程 執(zhí)行狀態(tài)、暫停狀態(tài)和就緒狀態(tài)構(gòu)成第三個(gè)回路。當(dāng)接收到某種特殊的信號，比如 SIGSTOP（ Linux的停止信號）時(shí)，處于執(zhí)行狀態(tài)的進(jìn)程放棄 CPU，保護(hù)現(xiàn)場之后，進(jìn)入暫停狀態(tài)，直到獲得另外一個(gè)特殊的信號才進(jìn)入就緒狀態(tài)。 一個(gè)處于執(zhí)行狀態(tài)的進(jìn)程調(diào)用退出函數(shù) exit之后，進(jìn)程就會進(jìn)入僵死狀態(tài)，這種狀態(tài)下，進(jìn)程釋放了 PCB之外的所有系統(tǒng)資源。也就是說，它在系統(tǒng)中只留下這個(gè)進(jìn)程的一個(gè) PCB。 僵死進(jìn)程的父進(jìn)程通過 PCB了解到該進(jìn)程所處的狀態(tài)后，采取相應(yīng)的處理措施，回收 PCB，這個(gè)進(jìn)程就完成了它的使命，從僵死走向徹底消亡，上圖右上方的虛箭頭表示了這種結(jié)局。 進(jìn)程 進(jìn)程控制 進(jìn)程控制，是指對系統(tǒng)中的全部進(jìn)程實(shí)施有效的管理，使得進(jìn)程能夠及時(shí)創(chuàng)建、撤銷，正確地完成進(jìn)程各狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，使得多個(gè)進(jìn)程高效率并發(fā)執(zhí)行，達(dá)到系統(tǒng)資源高度共享的目的。 進(jìn)程狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換通常由三種不同的方式控制：進(jìn)程控制原語、系統(tǒng)核心函數(shù)（比如調(diào)度）、和外部事件發(fā)生（比如中斷）。 這里說的所謂原語， 指系統(tǒng)狀態(tài)下執(zhí)行的一些具有特定功能的程序段， 這些程序段具有“原子性” ，是執(zhí)行過程中不可分割的最小單位。用于進(jìn)程控制的原語有：創(chuàng)建原語、撤銷原語、阻塞原語、喚醒原語等。 進(jìn)程 (1) 創(chuàng)建原語 進(jìn)程創(chuàng)建原語用于建立一個(gè)新的進(jìn)程，這個(gè)新進(jìn)程可以由內(nèi)核調(diào)用進(jìn)程創(chuàng)建原語建立，也可以由父進(jìn)程執(zhí)行進(jìn)程創(chuàng)建原語生成一個(gè)子進(jìn)程，子進(jìn)程還可以生成子進(jìn)程，以形成樹形進(jìn)程家族結(jié)構(gòu)。進(jìn)程創(chuàng)建原語的主要任務(wù)是形成進(jìn)程的 PCB， 因此，調(diào)用者必須提供有關(guān)的參數(shù)，例如進(jìn)程名、進(jìn)程優(yōu)先級、進(jìn)程正文段起始地址、資源清單等。 (2) 撤銷原語 當(dāng)一個(gè)進(jìn)程完成了指定的任務(wù)或由于某種錯(cuò)誤導(dǎo)致異常終止時(shí)，要撤銷這個(gè)進(jìn)程以便釋放進(jìn)程占用的資源。進(jìn)程撤銷原語根據(jù)調(diào)用者提供的信息，找到指定的進(jìn)程，回收其占用的資源和 PCB。 進(jìn)程 (3) 阻塞原語 當(dāng)正在運(yùn)行的進(jìn)程需要等待某一事件，由自己調(diào)用阻塞原語把自己阻塞起來成為等待狀態(tài)。阻塞原語主要完成保護(hù) CPU現(xiàn)場的工作， 即首先中斷處理機(jī)保存該進(jìn)程的 CPU現(xiàn)場，然后把被阻塞的進(jìn)程置為等待狀態(tài)，插入到相應(yīng)的等待隊(duì)列，最后轉(zhuǎn)入進(jìn)程調(diào)度程序，從就緒隊(duì)列中選擇一個(gè)進(jìn)程投入運(yùn)行。 (4) 喚醒原語 當(dāng)處于等待狀態(tài)的進(jìn)程所等待的事件出現(xiàn)時(shí)，由發(fā)現(xiàn)者進(jìn)程調(diào)用喚醒原語喚醒被阻塞的進(jìn)程。 進(jìn)程控制原語由系統(tǒng)執(zhí)行。同時(shí)，操作系統(tǒng)還提供了一些用于進(jìn)程控制的系統(tǒng)調(diào)用和操作命令，用戶可以通過程序或者命令的方式控制進(jìn)程。 進(jìn)程 進(jìn)程約束 現(xiàn)代操作系統(tǒng)中，程序并發(fā)執(zhí)行，多個(gè)進(jìn)程各自獨(dú)立地運(yùn)行，同時(shí)競爭和共享系統(tǒng)中有限的資源，這種競爭與合作構(gòu)成了系統(tǒng)進(jìn)程之間的約束關(guān)系。每個(gè)進(jìn)程獨(dú)立地申請和釋放系統(tǒng)資源，把申請某一類資源的進(jìn)程稱為該類資源的消費(fèi)者，把釋放同類資源的進(jìn)程稱為該類資源的生產(chǎn)者，就得到描述進(jìn)程約束關(guān)系的一般模型：生產(chǎn)者－消費(fèi)者問題，也稱為有界緩沖區(qū)問題。 比較簡單的情況，兩進(jìn)程共享一個(gè)長度為 N（ N0）的有界緩沖區(qū)，一個(gè)進(jìn)程 Pp往緩沖區(qū)中送數(shù)據(jù)，是生產(chǎn)者，另一個(gè)進(jìn)程 Pc從緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)，是消費(fèi)者，如圖 ，下面來討論它們間的約束關(guān)系。 進(jìn)程 圖 簡單的生產(chǎn)者－消費(fèi)者問題 進(jìn)程 首先，生產(chǎn)者進(jìn)程 Pp和消費(fèi)者進(jìn)程 Pc共享同一個(gè)有界緩沖區(qū)，對這個(gè)緩沖區(qū)的操作必須是獨(dú)占的。這種不允許多個(gè)并發(fā)進(jìn)程交叉執(zhí)行的資源稱為臨界資源，臨界的程序段資源稱為臨界部分或臨界區(qū)。臨界資源是由于不同并發(fā)進(jìn)程共享某個(gè)資源造成的，不可能通過增加資源的方法解決。這種因?yàn)楣蚕砟骋还匈Y源而引起的在臨界資源內(nèi)不允許并發(fā)進(jìn)程交叉執(zhí)行的現(xiàn)象，稱為進(jìn)程間的間接約束。 由于對臨界資源的共享，而產(chǎn)生了臨界區(qū)問題。對于有著臨界區(qū)問題的并行進(jìn)程之間必須互斥，以保證不會同時(shí)進(jìn)入臨界區(qū)。 進(jìn)程 其次，對生產(chǎn)者進(jìn)程 Pp和消費(fèi)者進(jìn)程 Pc訪問共享有界緩沖區(qū)的順序有嚴(yán)格的要求。具體來講，這種限制為： (1) 消費(fèi)者進(jìn)程 Pc要接收數(shù)據(jù)時(shí)，有界緩沖區(qū)必須至少有一個(gè)單元是滿的； (2) 生產(chǎn)者進(jìn)程 Pp要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，有界緩沖區(qū)必須至少有一個(gè)單元是