半期复习——第二章：进程管理（2.3）

2.3 进程控制（创建，终止，状态转换）一般由OS内核的原语实现

一、操作系统内核

    1.OS内核包含与硬件紧密相关的模块（如中断处理程序），常用设备驱动、运行频率高的模块（如时钟管理、进程调度）。安排在紧靠硬件的软件层次，常驻内存。

    2.OS内核两大功能

        ①支撑功能（中断处理，时钟管理，原语操作）

        ②资源管理功能（进程管理，存储器管理，设备管理）

二、进程的创建

    1.进程的层次结构（Linux）：父进程，子进程

    2.引起创建进程的事件

        ①用户登录。在分时系统中，用户在终端键入登录命令后，如果是合法用户，系统将为该终端建立一个进程，并把它插入就绪队列中。

        ②作业调度。在批处理系统中，当作业调度程序按一定的算法调度到某作业时，便将该作业装入内存，为它分配必要的资源，并立即为它创建进程，再插入就绪队列中。

        ③ 提供服务。当运行中的用户程序提出某种请求后，系统将专门创建一个进程来提供用户所需要的服务。

        ④应用请求。在上述三种情况下，都是由系统内核为它创建一个新进程；而第4类事件则是基于应用进程的需求，由它自己创建一个新进程，以便使新进程以并发运行方式完成特定任务。

    3.进程创建creat()

        ①申请空白PCB，申请pid

        ②为新进程分配资源，从OS或从父进程获得

        ③初始化进程控制块，包括标识信息，处理机状态信息，处理机控制信息

        ④将新进程插入就绪队列

三、进程的终止

     1. 引起终止进程的事件

          ①正常结束

          ②异常结束

          ③外界干预

    2.终止过程

         ①根据被终止进程的标识符ID，从PCB集合中检索出该进程的PCB，从中读出该进程的状态

         ②若被终止进程正处于执行状态，应立即终止该进程的执行，并置调度标志为真，用于指示该进程被终止后应重新进行调度

         ③若该进程还有子孙进程，还应先将其所有子孙进程予以终止，以防他们成为不可控的进程

         ④将被终止进程所拥有的全部资源，或者归还给其父进程，或者归还给系统

         ⑤将被终止进程（它的PCB）从所在队列（或链表）中移出，等待其他程序来搜集信息 

四、进程的阻塞与唤醒

      1.引起进程阻塞的事件 

          ①请求系统服务：提出I/O服务时，并不立即满足该进程的要求时，转变为阻塞状态来等待

          ②启动某种操作：当进程启动某种操作后，在该操作完成之后才能继续执行

          ③新数据尚未到达：对于相互合作的进程而言，交互时

          ④无新工作可做。如发送进程

      2.阻塞过程block（）

          ①进程便通过调用阻塞原语block( )把自己阻塞 

          ②阻塞程序把进程控制块中的现行状态由“执行”改为“阻塞”，并将PCB插入阻塞队列

          ③转调度程序进行重新调度，将处理机分配给另一就绪进程，并进行切换

    3.唤醒过程wakeup（）

          相关进程调用wakeup（），把被阻塞的进程从等待该事件的阻塞队列中移出，将其PCB中的现行状态由阻塞改为就绪 (2）然后再将该PCB插入到就绪队列中 

*block（）和wakeup（）必须成对使用

五、进程的挂起与激活

    1.suspend（）：检查被挂起进程的状态，若处于活动就绪状态，便将其改为静止就绪；对于活动阻塞状态的进程，则将之改为静止阻塞

    2.active（）：将进程从外存调入内存，检查该进程的现行状态。 若是静止就绪，便将之改为活动就绪；若为静止阻塞，便将之改为活动阻塞

六、Linux进程控制

    1.进程的创建

int main(void){
  pid_t pid;
  pid=fork();
  if(pid==-1)
  printf(“fork error\n”);
  //在子进程中返回值为0（不合法的PID，提示当前运行在子进程中）
  else if(pid==0){
     printf(“the returned value is %d\n”,pid);
     printf(“In child process!!\n”);
     printf(“My PID is %d\n”,getpid());
  }
  //在父进程中返回值为子进程ID（让父进程掌握所创建子进程的ID号）
  else{
     printf(“the returned value is %d\n”,pid);
     printf(“In father process!!\n”);
     printf(“My PID is %d\n”,getpid());
  }
return 0;
}

     2.进程的退出

          ①exit 是一个函数，执行完后把控制权交给系统

          ②return 是函数执行完后的返回。return 执行完后把控制权交给调用函数 

          ③exit 是正常终止进程；abort 是异常终止进程

          ④_exit 执行后立即将控制权返回给内核；exit 执行后要先执行一些清除操作，然后才将控制权交给内核 

    3.进程的等待与睡眠

          ①孤儿进程

          ②僵尸进程：已经终止但父进程尚未对其调用wait或waitpid函数的进程 

          ③wait():父进程一旦调用了wait就立即阻塞自己。如果让它找到了这样一个已经变成僵尸的子进程，wait就会收集这个子进程的信息，并把它彻底销毁后返回;如果没有找到这样一个子进程，wait就会一直阻塞在这里，直到有一个子进程出现为止。

    4.进程的执行：exec函数簇