進程基礎

目錄

• 1、操做系統背景知識
  • 1.1 必備的理論基礎
• 2、什麼是進程
• 3、進程的概念
• 4、操做系統引入進程的概念的緣由
• 5、進程的特徵
• 6、進程與程序中的區別

1、操做系統背景知識

顧名思義，進程即正在執行的一個過程。進程是對正在運行程序的一個抽象。

進程的概念起源於操做系統，是操做系統最核心的概念，也是操做系統提供的最古老也是最重要的抽象概念之一。操做系統的其餘全部內容都是圍繞進程的概念展開的。

因此想要真正瞭解進程，必須事先了解操做系統，點擊進入

PS：即便能夠利用的cpu只有一個（早期的計算機確實如此），也能保證支持（僞）併發的能力。將一個單獨的cpu變成多個虛擬的cpu（多道技術：時間多路複用和空間多路複用+硬件上支持隔離），沒有進程的抽象，現代計算機將不復存在。

1.1 必備的理論基礎

1. 操做系統的做用：
   1. 隱藏醜陋複雜的硬件接口，提供良好的抽象接口
   2. 管理、調度進程，而且將多個進程對硬件的競爭變得有序
2. 多道技術：
   1. 產生背景：針對單核，實現併發

   ps：如今的主機通常是多核，那麼每一個核都會利用多道技術。有4個cpu，運行於cpu1的某個程序遇到io阻塞，會等到io結束再從新調度，會被調度到4個cpu中的任意一個，具體由操做系統調度算法決定。

   1. 空間上的複用：如內存中同時有多道程序
   2. 時間上的複用：複用一個cpu的時間片

   強調：遇到io切換，佔用cpu時間過長也切換，核心在於切以前將進程的狀態保存下來，這樣才能保證下次切換回來時，能基於上次切走的位置繼續運行。

2、什麼是進程

進程（Process）是計算機中的程序關於某數據集合上的一次運行活動，是系統進行資源分配和調度的基本單位，是操做系統結構的基礎。在早期面向進程設計的計算機結構中，進程是程序的基本執行實體；在當代面向線程設計的計算機結構中，進程是線程的容器。程序是指令、數據及其組織形式的描述，進程是程序的實體。

狹義定義：進程是正在運行的程序的實例（an instance of a computer program that is being executed）。

廣義定義：進程是一個具備必定獨立功能的程序關於某個數據集合的一次運行活動。它是操做系統動態執行的基本單元，在傳統的操做系統中，進程既是基本的分配單元，也是基本的執行單元。

3、進程的概念

1. 進程是一個實體。每個進程都有它本身的地址空間，通常狀況下，包括文本區域（text region）、數據區域（data region）和堆棧（stack region）。文本區域存儲處理器執行的代碼；數據區域存儲變量和進程執行期間使用的動態分配的內存；堆棧區域存儲着活動過程調用的指令和本地變量。

2. 進程是一個「執行中的程序」。程序是一個沒有生命的實體，只有處理器賦予程序生命時（操做系統執行之），它才能成爲一個活動的實體，咱們稱其爲進程。

進程是操做系統中最基本、重要的概念。是多道程序系統出現後，爲了刻畫系統內部出現的動態狀況，描述系統內部各道程序的活動規律引進的一個概念,全部多道程序設計操做系統都創建在進程的基礎上。

4、操做系統引入進程的概念的緣由

從理論角度看，是對正在運行的程序過程的抽象；

從實現角度看，是一種數據結構，目的在於清晰地刻畫動態系統的內在規律，有效管理和調度進入計算機系統主存儲器運行的程序。

5、進程的特徵

• 動態性：進程的實質是程序在多道程序系統中的一次執行過程，進程是動態產生，動態消亡的。
• 併發性：任何進程均可以同其餘進程一塊兒併發執行
• 獨立性：進程是一個能獨立運行的基本單位，同時也是系統分配資源和調度的獨立單位；
• 異步性：因爲進程間的相互制約，使進程具備執行的間斷性，即進程按各自獨立的、不可預知的速度向前推動
• 結構特徵：進程由程序、數據和進程控制塊三部分組成。

多個不一樣的進程能夠包含相同的程序：一個程序在不一樣的數據集裏就構成不一樣的進程，能獲得不一樣的結果；可是執行過程當中，程序不能發生改變。

6、進程與程序中的區別

程序是指令和數據的有序集合，其自己沒有任何運行的含義，是一個靜態的概念。而進程是程序在處理機上的一次執行過程，它是一個動態的概念。

程序能夠做爲一種軟件資料長期存在，而進程是有必定生命期的。

程序是永久的，進程是暫時的。

注意：同一個程序執行兩次，就會在操做系統中出現兩個進程，因此咱們能夠同時運行一個軟件，分別作不一樣的事情也不會混亂。