【文章內(nèi)容簡介】 個資源，可中斷等待狀態(tài)的進程可以被信號喚醒而進入就緒狀態(tài)等待調(diào)度，而不可中斷等待狀態(tài)的進程是因為硬件資源無法滿足，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。 (3) 僵死狀態(tài) （ zombie） 由于某些原因進程被終止 ， 這個進程所擁有的內(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)無法運行的進程就處于僵死狀態(tài) 。 (4) 暫停狀態(tài) 處于暫停狀態(tài)的進程 ， 一般都是由運行狀態(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)行到一個斷點 ， 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)的進程正在執(zhí)行內(nèi)存 、 外存的交換工作 。 這個狀態(tài)在 用 ， 在 。 (6) 獨占狀態(tài) 它應(yīng)該是等待狀態(tài)的一種，處于獨占狀態(tài)的進程位于等待隊列中，當(dāng)?shù)却氖录l(fā)生時，只有處于這種狀態(tài)的進程被喚醒，其他處于可中斷和不可中斷等待狀態(tài)的進程則繼續(xù)等待。 Linux 態(tài)后，如果事件發(fā)生，只喚醒處于獨占狀態(tài)的那一個進程，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。 來看 Linux系統(tǒng)進程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換情況。采取一定的簡化措施：按照進程是否占有處理機為依據(jù)，把進程的運行狀態(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 Linux系統(tǒng)進程狀態(tài)及轉(zhuǎn)換示意圖 圖 過程。從圖的左下方開始看，系統(tǒng)在某種特定的情況下，響應(yīng)某個要求，首先分配各種資源，創(chuàng)建一個新的進程，進程進入就緒隊列。 所有的進程必須在就緒之后，才有資格競爭 CPU，進入運行狀態(tài)。這樣，進程的整個生命周期中，大致的轉(zhuǎn)換路徑總是沿著三個閉合回路進行。 就緒狀態(tài)和執(zhí)行狀態(tài)形成第一個回路。進程進入就緒態(tài)，放入可執(zhí)行隊列等待，一旦被調(diào)度函數(shù)選中，就切換現(xiàn)場，進入運行狀態(tài)，等自己的時間片耗盡之后，馬上保護現(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)形成第二個回路。處于執(zhí)行狀態(tài)的進程，有時需要等待某個事件或某種資源的發(fā)生，這時，繼續(xù)占有 CPU也無法開展工作，就轉(zhuǎn)入等待狀態(tài)， CPU由下一個被調(diào)度的進程占有。當(dāng)?shù)却M程所等待的事件發(fā)生后，等待進程被喚醒，進入就緒狀態(tài)。 執(zhí)行狀態(tài)、暫停狀態(tài)和就緒狀態(tài)構(gòu)成第三個回路。當(dāng)接收到某種特殊的信號，比如 SIGSTOP（ Linux的停止信號）時，處于執(zhí)行狀態(tài)的進程放棄 CPU，保護現(xiàn)場之后，進入暫停狀態(tài)，直到獲得另外一個特殊的信號才進入就緒狀態(tài)。 一個處于執(zhí)行狀態(tài)的進程調(diào)用退出函數(shù) exit之后，進程就會進入僵死狀態(tài)，這種狀態(tài)下，進程釋放了PCB之外的所有系統(tǒng)資源。也就是說，它在系統(tǒng)中只留下這個進程的一個 PCB。 僵死進程的父進程通過 PCB了解到該進程所處的狀態(tài)后，采取相應(yīng)的處理措施，回收 PCB，這個進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。 進程控制 進程控制，是指對系統(tǒng)中的全部進程實施有效的管理，使得進程能夠及時創(chuàng)建、撤銷，正確地完成進程各狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，使得多個進程高效率并發(fā)執(zhí)行，達到系統(tǒng)資源高度共享的目的。 進程狀態(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。 (1) 創(chuàng)建原語 進程創(chuàng)建原語用于建立一個新的進程，這個新進程可以由內(nèi)核調(diào)用進程創(chuàng)建原語建立，也可以由父進程執(zhí)行進程創(chuàng)建原語生成一個子進程，子進程還可以生成子進程，以形成樹形進程家族結(jié)構(gòu)。進程創(chuàng)建原語的主要任務(wù)是形成進程的 PCB， 因此，調(diào)用者必須提供有關(guān)的參數(shù)，例如進程名、進程優(yōu)先級、進程正文段起始地址、資源清單等。 (2) 撤銷原語 當(dāng)一個進程完成了指定的任務(wù)或由于某種錯誤導(dǎo)致異常終止時，要撤銷這個進程以便釋放進程占用的資源。進程撤銷原語根據(jù)調(diào)用者提供的信息，找到指定的進程，回收其占用的資源和 PCB。 (3) 阻塞原語 當(dāng)正在運行的進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 CPU現(xiàn)場的工作， 即首先中斷處理機保存該進程的 CPU現(xiàn)場，然后把被阻塞的進程置為等待狀態(tài)，插入到相應(yīng)的等待隊列，最后轉(zhuǎn)入進程調(diào)度程序，從就緒隊列中選擇一個進程投入運行。 (4) 喚醒原語 當(dāng)處于等待狀態(tài)的進程所等待的事件出現(xiàn)時，由發(fā)現(xiàn)者進程調(diào)用喚醒原語喚醒被阻塞的進程。 進程控制原語由系統(tǒng)執(zhí)行。同時，操作系統(tǒng)還提供了一些用于進程控制的系統(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程。 進程約束 現(xiàn)代操作系統(tǒng)中，程序并發(fā)執(zhí)行，多個進程各自獨立地運行，同時競爭和共享系統(tǒng)中有限的資源，這種競爭與合作構(gòu)成了系統(tǒng)進程之間的約束關(guān)系。每個進程獨立地申請和釋放系統(tǒng)資源，把申請某一類資源的進程稱為該類資源的消費者，把釋放同類資源的進程稱為該類資源的生產(chǎn)者，就得到描述進程約束關(guān)系的一般模型：生產(chǎn)者－消費者問題，也稱為有界緩沖區(qū)問題。 比較簡單的情況，兩進程共享一個長度為 N（ N0）的有界緩沖區(qū)，一個進程 Pp往緩沖區(qū)中送數(shù)據(jù)，是生產(chǎn)者，另一個進程 Pc從緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)，是消費者，如圖 ，下面來討論它們間的約束關(guān)系。 圖 簡單的生產(chǎn)者－消費者問題 首先，生產(chǎn)者進程 Pp和消費者進程 Pc共享同一個有界緩沖區(qū)，對這個緩沖區(qū)的操作必須是獨占的。這種不允許多個并發(fā)進程交叉執(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)進程共享某個資源造成的，不可能通過增加資源的方法解決。這種因為共享某一公有資源而引起的在臨界資源內(nèi)不允許并發(fā)進程交叉執(zhí)行的現(xiàn)象，稱為進程間的間接約束。 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)問題的并行進程之間必須互斥，以保證不會同時進入臨界區(qū)。 其次，對生產(chǎn)者進程 Pp和消費者進程 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) 消費者進程 Pc要接收數(shù)據(jù)時，有界緩沖區(qū)必須至少有一個單元是滿的； (2) 生產(chǎn)者進程 Pp要發(fā)送數(shù)據(jù)時，有界緩沖區(qū)必須至少