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进程
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进程是程序执行过程中资源分配和调度的一个独立单位
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os引入进程的目的是使程序可以并发执行，以提高资源的利用率和系统的吞吐量
PCB（记录进程的所有情况）
作用
- 作为独立运行的基本单位的标志（进程的pid等）
- 实现间断性运行方式（保存了cpu现场的信息）
- 提供进程管理所需要的信息（记录了程序和数据在内存和外存的地址）
- 提供进程调度的信息（记录进程的状态，只有在就绪态的进程才能运行）
- 实现与其它线程的通信
内容
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进程标识符
- 外部标识符（创建者提供（字母+数字）描述进程的家族关系）
- 内部标识符（os提供的唯一编号）
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处理机状态 （寄存器的一些信息使得进程可以暂停和继续执行）
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进程调度信息（进程状态、优先级、等待cpu的时间⌛️····）
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进程控制信息（程序和数据的地址、进程同步和通信机制、本进程所在队列下一个进程的pcb指针）
内存中pcb管理方式
线性方式 类似于数组 链表方式 索引方式
程序段（在内存中）
数据段（在内存中）
进程状态（三种，五种，七种）
三种状态
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就绪态 : 进程已经获得除cpu以外的资源只要获得cpu就可以立即执行（按照一定的优先策略排列成一个队列）
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执行状态： 正在执行
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阻塞状态：指进程因为进程获取系统资源失败而产生阻塞，操作系统为了提高进程执行效率，会根据不同的阻塞原因设置多个阻塞队列，一旦获得了导致阻塞的相应资源后，就会立即切换到就绪状态等待执行。
五种状态（创建态，终止态）
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创建态：申请一个空白的PCB资源，获取进程进程需要的操作系统资源，（如果资源不够用，就无法创建进程），并写入控制和管理信息后将进程推送到就绪队列
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终止态：os保留一些进程相关的信息（便于其它进程获取信息使用），然后释放PCB空间。
七种状态（活动阻塞，静止阻塞，活动就绪，静止就绪
- 挂起状态：为了方便系统和用户观察分析进程的需要，可以将进程设置为挂起态，暂停执行。
各种状态间在什么情况下会转换
进程切换过程中发生了什么？
- 进程的创建过程
- 申请空白pcb
- 申请资源
- 初始化pcb内容
- 加入就绪队列
进程终止条件
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正常结束
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异常结束
- 越界错误：程序访问了超出进程所占存储空间的范围
- 保护错：访问了不允许访问的资源或者文件
- 指令错：执行了不存在的指令、用错指令
- 特权指令错：试图调用没有权限的指令
- 运行超时：运行时间超过设置的最大值
- 算数运算错：如除0
- I/O错：I/O操作失败
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外界干预
进程终止过程：
- 根据要终止的进程标识符，找出进程的pcb
- 如果进程是正在执行进程 立即停止执行
- 如果进程有子孙进程立即停止执行
- 将进程所有资源归还父进程
- 将终止进程的pcb从队列中移除
进程的阻塞条件
向系统申请共享资源失败 等待某种操作完成(如I/O操作) 两个进程协作，进程产生的新数据未到达
进程调度算法
进程间通信
共享存储器
管道通信
互斥（同一时间只允许一个进程读或者写）
同步（只允许写完了再读，读完了再写）
消息传递系统
直接通信（）
间接通信（信箱📪）
linux进程通信
管道 信号 消息队列 共享内存 信号量（共享内存资源占用计数器） 套接字
线程
线程概念：线程是调度和分派的基本单位
进程的三个状态
- 执行态
- 就绪态
- 阻塞态
线程的实现方式
内核线程KST（kernel supported thread）
优点
- 可以并行
- 如果一个进程被阻塞内核可以调度其它线程来执行
- 内核线程切换快，开销小
- 内核本身也可以采用多线程技术，提高系统执行的速度和效率
缺点
对于用户切换线程来说开销比较大（用户进程的线程在用户态运行，而调度和管理是在内核态进行，开销比较大）
用户线程（ULT）（user level thread）
用户态管理进程的调度
缺点：在基于进程机制的os中大多数系统调用都会使进程阻塞，在执行一个系统调用时候，不仅该线程会被阻塞，而且进程内的所有线程都会被阻塞。而在内核态执行线程阻塞时候，可以调度其它线程继续执行。
线程的组合模型
多对一模型
- 优点：线程管理在用户态，线程管理开销小，效率高
- 缺点：当一个线程阻塞时候会影响整个进程阻塞，只有一个线程能访问内核，多个线程不能并行在多个处理机上运行。
一对一模型
- 优点：当一个线程阻塞时候会不会影响整个进程阻塞，多个线程能访问内核，多个线程可以并行在多个处理机上运
- 缺点：每创建一个用户态线程就会相应的创建一个内核态线程，内核态线程创建开销比较大
多对多模型
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既可以像一对一模型一样允许多线程并行的运行在多个cpu上，又可以像多对一一减少线程管理的开销
