一、進程的狀態(tài)和轉(zhuǎn)換

1.1進程的三態(tài)模型

按進程在執(zhí)行過程中的不同情況至少要定義三種狀態(tài)：

• 運行（running）態(tài)：進程占有處理器正在運行的狀態(tài)。
  進程已獲得CPU，其程序正在執(zhí)行。在單處理機系統(tǒng)中，只有一個進程處于執(zhí)行狀態(tài)； 在多處理機系統(tǒng)中，則有多個進程處于執(zhí)行狀態(tài)。
• 就緒（ready）態(tài)：進程具備運行條件，等待系統(tǒng)分配處理器以便運行的狀態(tài)。
  當進程已分配到除CPU以外的所有必要資源后，只要再獲得CPU，便可立即執(zhí)行，進程這時的狀態(tài)稱為就緒狀態(tài)。在一個系統(tǒng)中處于就緒狀態(tài)的進程可能有多個，通常將它們排成一個隊列，稱為就緒隊列。
• 等待（wait）態(tài)：又稱阻塞態(tài)或睡眠態(tài)，指進程不具備運行條件，正在等待某個時間完成的狀態(tài)。
  也稱為等待或睡眠狀態(tài)，一個進程正在等待某一事件發(fā)生（例如請求I/O而等待I/O完成等）而暫時停止運行，這時即使把處理機分配給進程也無法運行，故稱該進程處于阻塞狀態(tài)。

引起進程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的具體原因如下： ? 運行態(tài)→等待態(tài)：等待使用資源；如等待外設傳輸；等待人工干預。 ? 等待態(tài)→就緒態(tài)：資源得到滿足；如外設傳輸結(jié)束；人工干預完成。 ? 運行態(tài)→就緒態(tài)：運行時間片到；出現(xiàn)有更高優(yōu)先權(quán)進程。 ? 就緒態(tài)—→運行態(tài)：CPU 空閑時選擇一個就緒進程。

1.2 進程的五態(tài)模型

五態(tài)模型在三態(tài)模型的基礎上增加了新建態(tài)（new）和終止態(tài)（exit）。

• 新建態(tài)：對應于進程被創(chuàng)建時的狀態(tài)，尚未進入就緒隊列。
  創(chuàng)建一個進程需要通過兩個步驟：
  1.為新進程分配所需要資源和建立必要的管理信息。
  2.設置該進程為就緒態(tài)，并等待被調(diào)度執(zhí)行。
• 終止態(tài)：指進程完成任務到達正常結(jié)束點，或出現(xiàn)無法克服的錯誤而異常終止，或被操作系統(tǒng)及有終止權(quán)的進程所終止時所處的狀態(tài)。
  處于終止態(tài)的進程不再被調(diào)度執(zhí)行，下一步將被系統(tǒng)撤銷，最終從系統(tǒng)中消失。
  終止一個進程需要兩個步驟：
  1.先等待操作系統(tǒng)或相關的進程進行善后處理（如抽取信息）。
  2.然后回收占用的資源并被系統(tǒng)刪除。

引起進程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的具體原因如下： ? NULL→新建態(tài)：執(zhí)行一個程序，創(chuàng)建一個子進程。 ? 新建態(tài)→就緒態(tài)：當操作系統(tǒng)完成了進程創(chuàng)建的必要操作，并且當前系統(tǒng)的性能和虛擬內(nèi)存的容量均允許。 ? 運行態(tài)→終止態(tài)：當一個進程到達了自然結(jié)束點，或是出現(xiàn)了無法克服的錯誤，或是被操作系統(tǒng)所終結(jié)，或是被其他有終止權(quán)的進程所終結(jié)。 ? 運行態(tài)→就緒態(tài)：運行時間片到；出現(xiàn)有更高優(yōu)先權(quán)進程。 ? 運行態(tài)→等待態(tài)：等待使用資源；如等待外設傳輸；等待人工干預。 ? 就緒態(tài)→終止態(tài)：未在狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖中顯示，但某些操作系統(tǒng)允許父進程終結(jié)子進程。 ? 等待態(tài)→終止態(tài)：未在狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖中顯示，但某些操作系統(tǒng)允許父進程終結(jié)子進程。 ? 終止態(tài)→NULL：完成善后操作。

1.3 進程的七態(tài)模型

三態(tài)模型和五態(tài)模型都是假設所有進程都在內(nèi)存中的事實上有序不斷的創(chuàng)建進程，當系統(tǒng)資源尤其是內(nèi)存資源已經(jīng)不能滿足進程運行的要求時，必須把某些進程掛起（suspend），對換到磁盤對換區(qū)中，釋放它占有的某些資源，暫時不參與低級調(diào)度。起到平滑系統(tǒng)操作負荷的目的。

引起進程掛起的原因是多樣的，主要有：
1.終端用戶的請求。當終端用戶在自己的程序運行期間發(fā)現(xiàn)有可疑問題時，希望暫停使自己的程序靜止下來。亦即，使正在執(zhí)行的進程暫停執(zhí)行；若此時用戶進程正處于就緒狀態(tài)而未執(zhí)行，則該進程暫不接受調(diào)度，以便用戶研究其執(zhí)行情況或?qū)Τ绦蜻M行修改。我們把這種靜止狀態(tài)成為“掛起狀態(tài)”。 2.父進程的請求。有時父進程希望掛起自己的某個子進程，以便考察和修改子進程，或者協(xié)調(diào)各子進程間的活動。 3.負荷調(diào)節(jié)的需要。當實時系統(tǒng)中的工作負荷較重，已可能影響到對實時任務的控制時，可由系統(tǒng)把一些不重要的進程掛起，以保證系統(tǒng)能正常運行。 4.操作系統(tǒng)的需要。操作系統(tǒng)有時希望掛起某些進程，以便檢查運行中的資源使用情況或進行記賬。 5.對換的需要。為了緩和內(nèi)存緊張的情況，將內(nèi)存中處于阻塞狀態(tài)的進程換至外存上。

七態(tài)模型在五態(tài)模型的基礎上增加了掛起就緒態(tài)（ready suspend）和掛起等待態(tài)（blocked suspend）。

• 掛起就緒態(tài)：進程具備運行條件，但目前在外存中，只有它被對換到內(nèi)存才能被調(diào)度執(zhí)行。
• 掛起等待態(tài)：表明進程正在等待某一個事件發(fā)生且在外存中。

引起進程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的具體原因如下： ? 等待態(tài)→掛起等待態(tài)：操作系統(tǒng)根據(jù)當前資源狀況和性能要求，可以決定把等待態(tài)進程對換出去成為掛起等待態(tài)。 ? 掛起等待態(tài)→掛起就緒態(tài)：引起進程等待的事件發(fā)生之后，相應的掛起等待態(tài)進程將轉(zhuǎn)換為掛起就緒態(tài) ? 掛起就緒態(tài)→就緒態(tài)：當內(nèi)存中沒有就緒態(tài)進程，或者掛起就緒態(tài)進程具有比就緒態(tài)進程更高的優(yōu)先級，系統(tǒng)將把掛起就緒態(tài)進程轉(zhuǎn)換成就緒態(tài)。 ? 就緒態(tài)→掛起就緒態(tài)：操作系統(tǒng)根據(jù)當前資源狀況和性能要求，也可以決定把就緒態(tài)進程對換出去成為掛起就緒態(tài)。 ? 掛起等待態(tài)→等待態(tài)：當一個進程等待一個事件時，原則上不需要把它調(diào)入內(nèi)存。但是在下面一種情況下，這一狀態(tài)變化是可能的。當一個進程退出后，主存已經(jīng)有了一大塊自由空間,而某個掛起等待態(tài)進程具有較高的優(yōu)先級并且操作系統(tǒng)已經(jīng)得知導致它阻塞的事件即將結(jié)束，此時便發(fā)生了這一狀態(tài)變化。 ? 運行態(tài)→掛起就緒態(tài)：當一個具有較高優(yōu)先級的掛起等待態(tài)進程的等待事件結(jié)束后，它需要搶占 CPU，而此時主存空間不夠，從而可能導致正在運行的進程轉(zhuǎn)化為掛起就緒態(tài)。另外處于運行態(tài)的進程也可以自己掛起自己。 ? 新建態(tài)→掛起就緒態(tài)：考慮到系統(tǒng)當前資源狀況和性能要求，可以決定新建的進程將被對換出去成為掛起就緒態(tài)。

掛起進程等同于不在內(nèi)存中的進程，因此掛起進程將不參與低級調(diào)度直到它們被調(diào)換進內(nèi)存。

掛起進程具有如下特征：

• 該進程不能立即被執(zhí)行
• 掛起進程可能會等待一個事件，但所等待的事件是獨立于掛起條件的，事件結(jié)束并不能導致進程具備執(zhí)行條件。 （等待事件結(jié)束后進程變?yōu)閽炱鹁途w態(tài)）
• 進程進入掛起狀態(tài)是由于操作系統(tǒng)、父進程或進程本身阻止它的運行。
• 結(jié)束進程掛起狀態(tài)的命令只能通過操作系統(tǒng)或父進程發(fā)出。

（如有錯誤，還望指正）

總結(jié)

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