操作系统个人复习笔记(七)
进程(下)
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。
如何实现进程控制?
用“原语”实现,原语的执行具有“原子性”,一气呵成
如何实现原语的“原子性”?
可以用“关中断指令”和“开中断指令”这两个特权指令实现原子性
正常情况:CPU每执行完 一条指令都会例行检查是否有中断信号需要处理,如果有,则暂停运行当前这段程序,转而执行相应的中断处理程序。
进程的创建
进程的终止
进程的阻塞和唤醒
进程切换
进程通信
进程通信指的是进程之间的信息交换。
进程是分配系统资源的单位(包括内存控件),因此各进程拥有的内存地址相互独立。为了保证安全,一个进程不能直接访问另一个进程的地址空间。
共享存储
两个进程对共享控件的访问必须是互斥的(互斥访问通过操作系统提供的工具实现),操作系统只负责提供共享控件和同步互斥的工具(如P、V操作)
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基于数据结构的共享
比如共享空间里只能放一个长度为10的数组。这种共享方式速度慢、限制多,是一种低级通信方式。
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基于存储区的共享
在内存中画出一块共享存储区,数据的形式、存放位置都由进程控制,而不是操作系统。相比之下,这种共享方式速度更快,是一种高级通信方式。
管道通信
“管道”是指用于连接读写进程的一个共享文件,又名pipe文件。其实就是在内存中开辟一个大小固定的缓冲区。
- 管道只能实现半双工通信,某一时间段只能实现单向的传输。如果要实现双向同时通信,则需要设置两个管道
- 各进程要互斥地访问管道
- 数据以字符流的形式写入管道,当管道写满时**,写进程的write()系统调用将被阻塞**,等待读进程将数据取走。当读进程将数据全部取走后,管道变空,此时读进程的read()系统调用将被阻塞。
- 如果没写满,就不允许读,如果未读空,就不允许写。
- 数据一旦被读出,就从管道中呗抛弃,这就意味着读进程最多只能有一个,否则可能会有读错数据情况。
消息传递
进程间的数据交换以格式化的消息(Message)为单位。进程通过操作系统提供的“发送消息/接收消息”两个原语进行数据交换。
格式化消息的组成:
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消息头
消息头包括:发送进程ID、 接受进程ID、消息类型、消息长度等格式化的信息(计算机网络中发送的“报文”其实就是一种格式化的消息)
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消息体
直接通信方式
消息直接挂到接受进程的消息队列上
间接通信方式
消息要先发送到中间实体(信箱)中,因此也成”信箱通信方式“