《进程和线程与调度》课件

《进程和线程与调度》ppt课件•进程概念•线程概念•进程与线程比较•进程调度目录•线程调度•进程与线程在实践中的应用contents01进程概念进程定义进程是程序的一次执进程的状态信息保存行，是系统进行资源在进程控制块PCB中分配和调度的基本单位进程具有动态性、独立性和制约性进程状态就绪状态运行状态阻塞状态终止状态进程已获得除CPU之外进程占用CPU，执行程进程等待某个条件成立，进程执行完毕或异常结的其他资源，等待分配序暂时无法继续执行束CPU进程控制01020304创建与终止阻塞与唤醒挂起与激活进程切换通过系统调用创建新进程，终进程因等待某个条件而放弃将进程从内存移到外存或从外保存和恢复进程的状态，以实止进程CPU，条件成立后重新进入存移到内存现进程的上下文切换就绪状态02线程概念线程定义线程是进程内的一条执行路径，线程共享进程的资源，包括代码、线程之间通信和同步通过共享内是操作系统分配的最小的执行单数据、文件句柄、信号量等存实现，通信效率高元线程状态就绪状态阻塞状态线程已经获得除CPU外的所有线程因等待某个事件（如I/O操必要资源，等待获取CPU时间作）而暂时无法继续执行片运行状态终止状态线程正在执行，占用CPU资源线程执行完毕或异常结束线程控制创建线程终止线程使用系统调用或库函数创建新线程通过系统调用或异常结束线程线程同步线程属性使用信号量、互斥量、条件变量等机制实现设置线程的优先级、调度策略等属性线程同步03进程与线程比较进程与线程的区别010203资源占用创建与销毁并发性进程拥有独立的内存空间进程的创建和销毁开销较进程在操作系统层面是独和系统资源，而线程共享大，线程的创建和销毁相立的，而线程在进程内部其所在进程的资源对轻量共享进程的资源，可以实现更高的并发性进程与线程的联系同属系统资源的管理范畴共同完成应用程序任务进程和线程通常共同工作，以完成应用程序的各项任务进程和线程都受到操作系统的管理和调度相互协作多个线程可以运行在同一个进程中，共享该进程的资源，实现高效的协作进程与线程的选择资源占用要求并发性需求系统开销对于需要大量系统资源的高并发场景下，线程由于对于频繁创建和销毁的场任务，使用进程更为合适；其轻量特性更为适合；而景，线程由于其较小的开对于资源需求较小的任务，进程则更适合独立运行的销更具优势；而长期运行线程更为高效任务的任务更适合作为进程04进程调度进程调度概念进程调度操作系统负责分配CPU时间给各个进程，并控制这些进程的执行顺序进程调度器负责执行进程调度的程序进程状态进程在等待CPU时间、等待I/O操作、运行中、阻塞等状态进程调度算法01020304先来先服务（FCFS）最短作业优先（SJF）最短剩余时间优先优先级调度根据进程按照进程到达的顺序进优先调度最短作业的进（SRTF）优先调度剩优先级进行调度行调度程余时间最短的进程进程调度策略非抢占式调度抢占式调度进程一旦获得CPU，会一直运行直到操作系统会中断当前正在运行的进程，完成或阻塞让其他进程运行时间片轮转多级反馈队列每个进程分配一个固定时间片，时间根据进程的优先级和等待时间等因素，片用完后，操作系统会切换到其他进将进程放入不同的队列，再根据不同程队列的调度策略进行调度05线程调度线程调度概念线程调度是操作系统中用于分线程调度是操作系统内核的一线程调度是实现并发和并行计配处理器资源给各个线程的过部分，负责决定哪个线程在任算的关键机制程何特定时间运行线程调度算法先来先服务（FCFS）最短进程优先（SPN）按照线程到达的顺序进行调度，先到达的优先调度最短执行时间的线程线程先获得处理器资源优先级调度多级反馈队列根据线程优先级进行调度，优先级高的线结合了FCFS和优先级调度的思想，线程在程先获得处理器资源不同的队列中按优先级和到达顺序进行调度线程调度策略非抢占式调度协作式调度线程一旦获得处理器资源，就会一直运行直到完线程之间通过协作和让步来实现资源共享和任务成或阻塞分配A BC D抢占式调度混合式调度操作系统会定时或根据一定条件中断正在运行的结合了非抢占式、抢占式和协作式调度的特点，线程，将处理器资源分配给其他线程根据具体情况选择合适的调度策略06进程与线程在实践中的应用进程与线程在操作系统中的应用01020304进程是操作系统进行资源分配进程拥有独立的内存空间，而进程在切换时需要保存和恢复进程间通信IPC比较复杂，的最小单位，线程是程序执行线程共享进程的内存空间较多的上下文信息而线程间通信比较简单的最小单位进程与线程在多任务处理中的应用进程可以作为系统独立调度的基本单在多任务处理中，进程和线程都可以位，而线程是进程内的一条执行路径作为并行执行的任务，但线程的创建、切换和管理的开销比进程小多个线程可以并发执行，提高程序的线程之间可以通过共享内存直接通信，执行效率比进程间通信更高效进程与线程在实际项目中的应用在Web应用中，可以使用多进程模型来处理高并发请求，在游戏服务器中，可以使用多线程模型来处理游戏逻辑每个进程负责一部分请求处理和网络通信，提高服务器的响应速度和吞吐量在科学计算中，可以使用多线程模型来并行计算，提高在实时系统中，需要保证任务的及时性和可靠性，可以计算效率使用基于进程的模型来管理任务THANKS感谢观看。