《进程线程与作》课件

,汇报人C ON TE NT SPARTONEPART TWO进程是操进程是程进程具有进程可以进程可以进程具有作系统分序的一次独立的地并发执行，创建和终生命周期，配资源的执行过程址空间和互不干扰止其他进包括创建、基本单位资源程执行和终止等阶段线程之间可以共享进程的资线程的创建和销毁比进程更源，如内存、文件等快，因此适合并发编程线程有自己的堆栈和局部变线程的调度和切换比进程更轻量级，因此可以提高系统的响量，但不拥有自己的资源应速度和吞吐量线程是进程的一个执行单元，线程的同步和通信比进程更复杂，需要处理线程间的竞争和由操作系统调度和管理死锁问题进程是操作系统分配资源的基本单进程是程序的一次执行，线程是进位，线程是操作系统调度的基本单程中的一个执行流位添加标题添加标题添加标题添加标题进程拥有独立的地址空间，线程共进程之间可以通过IPC通信，线程享进程的地址空间之间可以通过共享内存通信PART THREE进程创建方式进程创建步骤分进程创建时机用进程创建参数进程ID、父进程ID、配资源、初始化数系统调用、用户户请求、系统调度、用户ID、组ID、优据结构、设置进程内核线程创建程序、内核线程先级、资源限制等状态正常终止进程完成工作后，主动调用exit超时终止进程在规定时间内未完成工作，被函数结束操作系统强制结束异常终止进程出现错误或异常，被操作系统资源耗尽终止进程资源耗尽，如内存、CPU等，强制结束被操作系统强制结束信号终止进程接收到特定信号，如SIGTERM、父进程终止父进程结束，子进程也随之结束SIGKILL等，被操作系统强制结束挂起将进程从运行状态转换为等待状态，以释放系统资源唤醒将挂起的进程重新转换为运行状态，使其继续执行挂起原因资源不足、时间片用完、等待I/O操作等唤醒方式定时唤醒、信号唤醒、I/O完成唤醒等创建状态进就绪状态进运行状态进阻塞状态进终止状态进程被创建，但程已准备好执程正在CPU上执程等待某个事程执行完毕，尚未执行行，等待CPU调行件发生，如I/O等待操作系统度操作完成回收资源PART FOUR创建线程的方法使用线程的属性包括优先级、调度策pthread_create函数略等添加标题添加标题添加标题添加标题线程的ID每个线程都有一个唯一线程的同步使用互斥锁、条件变的ID量等机制进行线程间的同步线程同步多互斥锁用于条件变量用信号量用于消息队列用共享内存用个线程之间共保护共享资源，于线程间的等控制对共享资于线程间的通于线程间的数享资源，需要防止多个线程待和通知，实源的访问，实信，实现数据据共享，实现同步操作，避同时访问现同步现线程间的同传递高效通信免冲突步线程终止的原因完成工作、异常退出、被其他线程终止等线程终止的方法使用return、break、exit等关键字线程终止的影响可能导致其他线程无法正常工作，需要谨慎处理线程终止后的清理工作释放资源，避免内存泄漏等阻塞状态线程等待某个事件发生，如新建状态线程刚刚被创建，尚未执行I/O操作完成就绪状态线程已经准备好执行，等待终止状态线程执行完毕，等待回收资CPU调度源挂起状态线程被挂起，不再参与CPU运行状态线程正在CPU上执行调度PART FIVE管道通信是一种管道通信可以分匿名管道只能用管道通信的数据进程间通信方式，为匿名管道和命于具有亲缘关系传输是单向的，的进程之间进行用于在进程之间名管道两种类型即数据只能从管通信，而命名管传递数据道的一端流向另道可以用于任何一端两个进程之间进行通信l消息传递进程间通过发送和接收消息进行通信l消息类型包括信号、管道、消息队列、共享内存等l信号进程间发送信号，接收进程响应信号l管道进程间通过管道进行单向或双向通信l消息队列进程间通过消息队列发送和接收消息l共享内存进程间通过共享内存进行读写操作，实现通信共享内存进程间优点速度快，缺点需要同步应用场景实时系统、数据库系统等共享的内存区域，效率高，适用于机制，防止数据需要高效数据交换用于进程间通信频繁的数据交换竞争和死锁的场景信号量一种用于进程间通信信号量通信方式通过信号量的同步机制来实现进程间的同步和互斥信号量通信的应用解决进程信号量操作P操作和V操作间的同步和互斥问题，实现进程间的协作和协调PART SIX作业调度操作系统将作业分配给处理器执行的过程作业用户提交给操作系统的一组指令或程序调度策略决定作业执行的顺序和优先级死锁多个作业竞争资源导致无法继续执行的情况优先级调度根据作业的优先级进行调度，优先级高的作业优先执行优先级的确定根据作业的紧急程度、重要程度、资源需求等因素确定优先级的调整根据作业的执行情况、资源使用情况等因素动态调整优先级优先级的冲突当多个作业具有相同优先级时，需要采用其他调度策略进行调度l轮转调度算法一种公平的作业调度算法，每个作业都有机会被调度执行l轮转调度算法的特点每个作业都有机会被调度执行，但每个作业的执行时间可能不同l轮转调度算法的实现通过设置一个定时器，定时器到期后，将当前作业挂起，调度下一个作业执行l轮转调度算法的优缺点优点是公平，缺点是可能导致资源浪费，因为每个作业的执行时间可能不同死锁的定义两个或多个进死锁产生的原因资源竞争、死锁的预防方法避免死锁、程互相等待对方释放资源，进程推进顺序不当、进程通检测死锁、解除死锁等导致无法继续执行信不当等避免死锁的方法银行家算检测死锁的方法资源分配解除死锁的方法撤销进程、法、资源分配图等图、银行家算法等撤销资源分配等PART SEVENl操作系统进程线程与作业是操作系统的核心概念，用于管理计算机资源l应用程序进程线程与作业在应用程序中用于实现并发编程，提高程序性能l服务器进程线程与作业在服务器中用于处理并发请求，提高服务器性能l嵌入式系统进程线程与作业在嵌入式系统中用于实现实时处理，提高系统响应速度科学计算如物理、数据处理如大数图形处理如游戏、网络服务如分布据处理、机器学习、式系统、云计算、化学、生物等领域影视、设计等领域深度学习等领域的物联网等领域的应的模拟和计算的图形渲染和计算应用用进程线程与作业在网络通信中进程线程与作业在网络通信中的应用的作用进程线程与作业在网络通信中进程线程与作业在网络通信中的优化策略的实现方式线程用于处理游戏内的各种作业用于管理游戏内的后台任务，如渲染、物理计算、AI任务，如下载更新、保存游戏计算等进度等进程用于管理游戏内的多个进程、线程和作业的协同工作，场景，如主界面、游戏场景、可以保证游戏的流畅运行和稳设置界面等定性汇报人。