进程的控制

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一、基本概念

1）.什么是进程控制？

进程控制的主要功能是对系统中的所有进程实施有效的管理，它具有创建新进程、撤销已有进程、实现进程状态转换等功能。

简化理解:进程控制就是要实现进程状态转换

2）.如何实现进程控制

创建进程：需要初始化PCB，分配系统资源

运行态——>终止态：需要回收进程拥有的资源，撤销PCB

运行态——>就绪态：（进程切换）需要保存进程运行环境，修改PCB内容，和相应队列

运行态——>阻塞态：需要保存进程运行环境，修改PCB内容，和相应队列

阻塞态——>就绪态：需要修改PCB内容和相应队列，如果等待的是资源，则还需为进程分配系统资源

用原语实现进程控制。原语的特点是执行期间不允许中断，只能一气呵成。这种不可被中断的操作即原子操作。

原语采用“关中断指令”和“开中断指令”实现

执行了关中断指令后，开始执行原语代码，期间如果有外部中断信号进来，是不会中断的，而是继续执行原语代码。直到执行到开中断指令，只是再来执行刚才的中断信号

显然，关/开中断指令的权限非常大，必然是只允许在核心态下执行的特权指令，原语也是运行在核心态的

二、进程控制相关的原语

1）.原语要做的事

进程控制会导致进程状态的转换

1．更新PCB中的信息（如修改进程状态标志、将运行环境保存到PCB、从PCB恢复运行环境)

a.所有的进程控制原语一定都会修改进程状态标志

b.剥夺当前运行进程的CPU使用权必然需要保存其运行环境

c.某进程开始运行前必然要恢复期运行环境

2．将PCB插入合适的队列

3．分配/回收资源

2）.进程的创建

无——>创建态——>就绪态

创建原语：

申请空白PCB

为新进程分配所需资源

初始化PCB

将PCB插入就绪队列

引起进程创建的事件：

用户登录：

分时系统中，用户登录成功，系统为其建立一个新的进程

作业调度：

多道批处理系统中，有新的作业放入内存时，会为其建立一个新的进程

提供服务：

用户向操作系统提出某些请求的时候，会新建一个进程处理该请求

应用请求：

由用户进程主动请求创建一个子进程

3）.进程的终止

就绪态/阻塞态/运行态——>终止态——>无

撤销原语：

从PCB集合中找到要终止进程的PCB

若进程正在运行,立即剥夺CPU，将CPU分配给其他进程

终止其所有子进程

将该进程拥有的所有资源归还给父进程或操作系统

删除PCB

引起进程终止的事件：

正常结束

异常结束

外界干预

4）.进程的阻塞和唤醒

阻塞原语，唤醒原语必须成对使用

进程的阻塞：运行态——>阻塞态

阻塞原语：

找到要阻塞的进程对应的PCB

保护进程运行环境，将PCB状态信息设置为“阻塞态”，暂时停止进程运行

将PCB插入相应事件的等待队列

引起进程阻塞的条件：

需要等待系统分配某种资源

需要等待相互合作的其他进程完成工作

进程的唤醒：阻塞态——>就绪态

唤醒原语：

在事件等待队列中找到PCB

将PCB从等待队列移除,设置进程为就绪态

将PCB插入就绪队列，等待被调度

引起进程唤醒的条件：

等待的事件发生

因何事阻塞,就应由何事唤醒

5）.进程的切换

运行态→阻塞态/就绪态 就绪态→运行态

切换原语：

将运行环境信息存入PCB

PCB移入相应队列

选择另一个进程执行，并更新其PCB

根据PCB恢复新进程所需的运行环境

引起进程切换的事件：

当前进程时间片到

有更高优先级的进程到达

当前进程主动阻塞

当前进程终止