2.2进程控制与同步
一、进程控制
1、进程控制的基本过程：
1）进程的创建 2）进程的终止 3）进程的阻塞与唤醒 4）进程的挂起和激活
2、系统中运行的进程并不都是孤立的，有的进程运行后，会调用其他进程来执行，这样就组成了进程间的父子关系。
（一）进程的创建
1、一个进程创建另一进程的原因
1）用户登录 2）作业调度
3）提供服务：运行中的用户程序提出功能请求，要创建服务进程
4）应用请求：应用程序自己创建进程，完成特定功能的新进程。
2、创建过程（重点）
(1)申请空白PCB
(2)为新进程分配资源：内存资源的处理
(3)初始化进程控制块：信息填写
(4)将新进程插入就绪队列
注：上述过程不可以被打断！！
（二）进程的终止
1、引起进程终止的事件
1）正常结束 2）异常结束 3）外界干预
2、终止过程
(1)根据进程标示符，检索出该进程PCB，读其状态。
如果是执行态，就立即终止并置调度标志为真，指示重新进行调度。
如果有子孙程序，也要终止以防成为不可控进程。
(2)归还全部资源至其父进程或系统。
(3)将该进程PCB从所在队列或链表中移出。
（三）进程的阻塞与唤醒
1、引起进程阻塞和唤醒的事件
1）请求系统服务的满足情况
2）启动某种需等待（I/O）操作
3）合作需要的新数据尚未到达
4）执行某功能的进程暂时无新工作可做(如发送数据进程)
2、阻塞和唤醒过程
阻塞：
由进程调用阻塞原语阻塞自己是主动行为。
1）将PCB中的状态改为阻塞
2）该PCB加入到阻塞队列中
3）转进程调度，将处理机分配给另一进程
4）进行进程切换，即根据两切换进程的PCB，保护与重新设置处理机状态。
唤醒：
1）把阻塞进程从等待该事件的阻塞队列中移出
2）将其PCB中的现行状态改为就绪
3）将PCB插入到就绪队列中。
（四）进程的挂起与激活
1、挂起：
挂起原语将指定进程或阻塞进程挂起。
1）检查被挂起进程状态，活动就绪则改为静止就绪，活动阻塞则改为静止阻塞
2）将该PCB复制到内外存指定区域
3）若挂起的进程是执行态，则需重新进行进程调度。
注：进程只能挂起自己或其子孙进程。
2、激活：
1）若挂起进程在外存上，将其调入内存
2）检查进程状态，若处于静止就绪，则改为活动就绪，若处于静止阻塞，则改为活动阻塞
二、进程同步
1、两种制约关系
1）间接相互制约关系：主要源于资源共享（互斥）
2）直接相互制约关系：主要源于进程合作（有序）
2、进程同步的任务：
使并发执行的诸进程之间能有效地共享资源和相互合作，从而使程序的执行具有可再现性。
3、临界资源：
1）一次仅允许一个进程使用的资源。
2）共享变量应按临界资源处理，一个进程还没用完毕前不能让其他进程使用。
4、生产者—消费者问题：
1）没有产品不能取，没有空间不能放。也不能同时对一个空间进行取和放
2）缓冲池组织为循环缓冲
•in加1表示为in:=(in+1)mod n •out加1表示为out:=(out+1)mod n
•当(in+1)mod n=out时表示缓冲池满 •in=out表示缓冲池空
3）若是一群生产者和消费者，生产者之间共同要影响的变量in要互斥；消费者间的out也一样；
5、互斥：
在操作系统中，当一个进程进入临界区使用临界资源时，另一个进程必须等待，直到占用临界资源的进程退出临界区，我们称进程之间的这种相互制约关系为“互斥”。
同步：
多个相互合作的进程，在一些关键点上可能需要互相等待或互相交换信息，这种相互制约关系称为进程同步关系。可理解为“有序”。
6、临界区
1）每个进程中访问临界资源的那段代码叫临界区。
2）为了正确同步，对临界区的代码要增加控制
3）进程代码分四部分：
repeat
entry section 进入区：对欲访问临界资源检验。若未被访问，设正在访问标志
critical section 临界区：访问临界资源的代码
exit section 退出区：将正在访问的标志恢复为未被访问的标志
remainder section 剩余区：其余部分
until false
7、同步机制应遵循的规则
1）空闲让进：资源使用最基本原则
2）忙则等待：保证互斥
3）有限等待：合适时被唤醒防止死等
4）让权等待：能主动释放CPU防止忙等
8、实现互斥的方法：
先修改、后检查、后修改者等待
Repeat
flag[i]=true; turn=j;
While(flag[j] and turn=j) do no-op;
操作R的代码
flag[i]=false;
…(其他操作)
Until
false
9、同步控制的关键
1）不被打断的进行标志值的判断和修改
2）制定一种写法，使标志的使用适用于各种具体应用情况
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