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  • 进程调度和执行

    2019-04-13 15:30:13
    进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次可以并发执行的运行活动。 进程与程序的关系:(了解) 进程是动态的,程序是静态的。进程是暂时的,程序是永久的。进程的组成包括程序、数据和进程控制...

    进程引入原因: 1)程序概念已刻划不清系统的并发特征,反映不了它们的活动规律和状    态变化。

    1. 动态地研究操作系统的需要;

    进程的定义

    进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次可以并发执行的运行活动。

    进程与程序的关系:(了解)

    进程是动态的,程序是静态的。进程是暂时的,程序是永久的。进程的组成包括程序、数据和进程控制块。 进程能逼真地描述并发活动,而程序则不明显。进程具有创建其他进程的功能,而程序不能创建新的程序。进程与程序是密切相关的。通过多次执行,一个程序可以对应多个进程;通过调用关系,一个进程可以包括多个程序。

     

    进程的类型:

    Ⅰ、系统进程和用户进程。

    Ⅱ、父进程和子进程。

     

     

    进程控制块

    引入原因:操作系统为了管理和控制一个进程。

    组成:1、进程标识信息。如进程的标识(内标识、外标识),进程的产生者标识(父进程标识);用户标识。2、处理机状态信息。1)用户可用寄存器。2)控制和状态寄存器,3)栈指针。3、进程控制信息。1)调度和状态信息。2)进程间通信信息。3)存储管理信息。4)进程所用资源列表。5)有关数据结构链接信息。

     

    在操作系统中,每个程序都有唯一的内部数字标识符,它可以是地址,也可以是索引。

     

    在操作系统中,一般根据进程的不同状态,把进程放在不同的队列

    进程状态

    创建过程:初始化信息、优先级。申请进程控制块表信息。初始化进程控制块表。产生描述进程的数据结构。进程数据初始化,保护现场。设置好进程关系。准备就绪状态。挂入进程就绪表。

    结束过程:进程状态变为结束状态。关闭所有资源。脱离其他进程关系。计入日志文件。清理进程关系。释放资源。调用进程调度将处理机转移到其他进程。

    进程运行状态

    运行状态(Running):当一个进程正在处理机上运行时。

    就绪状态(Ready):一个进程获得了除处理机之外的一切所需资源,一旦得到处理机即可运行.

    等待状态又称阻塞状态(Blocked):一个进程正在等待某一事件而暂停运行时。如等待某资源,等待输入/输出完成。

    创建状态(New):一个进程正在被创建,还没被转到就绪状态之前的状态。

    结束状态(Exit):一个进程正在从系统中消失时的状态,这是因为进程结束或由于其他原因所导致。

     

     

     

    进程的执行和调度

     

    进程模式

    进程模式分为两种:特权模式和非特权模式,特权模式指核心态,非特权模式指用户态。

     

    进程模式的切换

    为什么需要切换:进程在调用某些资源的时候,资源的权限不同,所有必须切换进程模式,模式的切换一般采用中断的形式,进程模式的切换不会改变进程运行的环境。

     

    进程之间的切换

    进程之间的切换会涉及资源和环境的切换。

     

    进程的调度

    概念:调度就是选择的意思,当用多个线程进入,请求有限的资源的时候,操作系统必须对不同的进程进行选择,使得资源合理的利用。

    进程调度的方式:有非剥夺和剥夺两种方式

    非剥夺的方式:外界不去干扰进程的执行,让进程自己放弃处理机的方式。

    剥夺的方式:外界强加干扰进程的执行,让进程被迫放弃处理机。

     

    不能进程线程调度的情况:1、正在中断的过程中。2、进程进入到临界资源过程中(进入临界资源需要加锁)。3、原子操作。

     

    需要调度的情况:一般是进程执行到一定程度不能执行下去的情况,比如说中断结束,自陷结束之类的。

     

    调度算法

    1. 先来先服务的调度算法(FCFS):这是一种非剥夺的调度算法,对所有的进程都是公平的,但是对后来服务时间短的进程又是不公平的。
    2. 优先级调度算法:这是一种既可以非剥夺有可以剥夺的算法;非剥夺的情况直到一个高的优先级进程执行完成,才轮到下一个优先级进程进行。剥夺的情况:当一个进程执行的时候,又来了一个比当前进程高的优先级进程,这个时候当前进程就必须把处理机让给比它高的进程,这种情况下的处理方式可能会让进程出现饿死的情况。
    3. 时间片轮转算法:将处理机进行分片处理,按照先来先服务的原则,这样没每个进程都能被执行,这种算法非常适合于分时系统的使用。
    4. 短进程优先调度算法:把占用处理机短的进程优先进入,这样导致的结果可能是大进程等待的时间非常的久,时间难以估计,甚至出现饿死的情况。
    5. 最短剩余时间优先调度算法:把“进程运行到完成时所需时间最短”的进程优先处理。
    6. 最高响应比优先调度算法:  响应比=(等待时间+要求服务时间)/要求服务时间  
    7. 多级反馈队列调度算法:设置多条就绪队列,进程被调度执行后,在被剥夺或放弃处理机后而在就绪时,可以改变其就绪队列。

     

    作业和进程的关系

     

    作业:是用户向计算机提交的相关任务的集合。

    进程:是分配计算机资源的单位,是用户任务运行的实体。作业可包含多个进程(至少一个)。

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  • 并发:操作系统中引入进程目的就是为了使程序能并发执行。 虚拟:把物理上一台设备变成逻辑上多台设备。虚,可以理解为是用户感觉上。 异步:在多道程序环境下,允许多个程序并发执行。但由于资源有限,...

    操作系统是一个庞大的管理控制程序,主要包括5个方面的功能:处理机管理,作业管理,存储管理,设备管理,文件管理。

    操作系统的四大特征:并发、共享、虚拟、异步。

    并发:操作系统中引入进程的目的就是为了使程序能并发执行

    虚拟:把物理上的一台设备变成逻辑上的多台设备。虚,可以理解为是用户感觉上的。

    异步:在多道程序环境下,允许多个程序并发执行。但由于资源有限,进程的执行不是一贯到底,而是走走停停,已不可预知的速度向前推进,这就是进程的异步性。

    (异步性使得操作系统运行在一种随机的环境下,可能导致进程产生与时间有关的错误。但只要运行环境相同,操作系统必须保证多次运行进程,都获得相同的结果。)

    转载于:https://www.cnblogs.com/westlife-11358/p/9253609.html

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  • 带你理解一下volatile关键字回顾之前Java内存模型特征可以了解到该模型是围绕着并发过程中如何处理原子性、可见性和有序性这三个特征来建立。原子性:一个操作或多个操作要么全部执行完成且执行过程被中断,要么...

    带你理解一下volatile关键字

    回顾之前Java内存模型特征可以了解到该模型是围绕着并发过程中如何处理原子性、可见性和有序性这三个特征来建立的。

    原子性:一个操作或多个操作要么全部执行完成且执行过程不被中断,要么就不执行。Java内存模型来直接保证的原子性变量操作包括read、load、assign、use、store和write这六个,如果应用场景需要更大范围的原子性保证,Java内存模型还提供了lock和unlock操作来满足需求,比如synchronize关键字。在synchronize块之间的操作就具备原子性。

    可见性:指当一个线程修改了共享变量的值,其它线程能够立即得知这个修改。Java内存模型是通过在变量修改后将新值同步回主内存,在变量读取前从主内存刷新变量值这种依赖主内存作为传递媒介的方式来实现可见性的。

    有序性:在本线程内,所有操作都是有序的,即按照代码先后顺序执行;如果在一个线程观察另一个线程,所有操作都是无序的,因为有“指令重排序”现象和“工作内存与主内存同步延迟”现象。

    了解上述并发处理三大特性之后,再看volatile关键字,该关键字满足可见性和有序性,所以在Java中能提供最轻量级的同步机制。

    volatile可见性:volatile的规则保证了新值能立即同步到主内存,以及每次使用前立即从主内存刷新。因此volatile保证了多线程操作变量的可见性。

    volatile有序性:使用volatile修饰的变量会禁止指令重排序,JVM中对不是原子性的操作会进行重排序的优化,只要不影响最终计算结果。例如:

    // 线程1中

    {

    ...

    obj= getObject(); // 步骤1

    isRegister = true; // 步骤2

    ...

    }

    // 线程2中

    {

    ...

    if (isRegister) { // 步骤3,依赖步骤2的值

    fun(obj); // 步骤4,依赖步骤1的值

    }

    ...

    }

    上述代码中,线程1中的代码步骤1和步骤2可能出现重排序的情况,因为对线程1来说顺序打乱不影响线程1自己的运算结果,但是对线程2来说,如果线程1中的步骤2先执行,最终就无法得到正确的结果。

    volatile修饰的变量,在读取或者写入的前后都会插入内存屏障来达到禁止重排序的效果,进而保证有序性。

    volatile不能保证原子性,因此不能完全达到线程安全效果,除非满足一下条件:运算结果不依赖当前值,或者能够确保只有单一的线程修改该变量的值。

    变量不需要与其他状态变量共同参与不变约束。

    比如volatile修饰的变量count出现count++、count+1等非原子操作,就无法确保线程安全。

    import java.io.*;

    class test

    {

    private static final int THREAD_COUNT = 20;

    public static volatile int race = 0;

    public static void increase () {

    race++;

    }

    public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception

    {

    System.out.println("hi");

    for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {

    new Thread(new Runnable() {

    @Override

    public void run() {

    for (int j = 0; j < 1000; j++) {

    increase();

    }

    }

    }).start();

    }

    while (Thread.activeCount() > 1) {

    Thread.yield();

    }

    System.out.println("race = "+ race);

    }

    }

    运行结果:

    hi

    race = 19902

    注意,测试的结果跟环境有关,有的测试环境可能结果出现正确的情况,可以将测试数据改大一点。本人测试时,开始选择10个线程,然后只累加10次,测试下来发现结果都是正确的~

    另外大家可能会疑惑volatile不是保证变量的可见性了吗?一旦被修改会立即同步到主内存中,确保其它线程都拿到最新数据。这里可以这样理解,比如线程1和线程2都拿到最新volatile修饰的变量count = 10,当count++时,由于不是原子操作,当线程1还在执行加加指令时,线程2已经将count数据11更新到主存了,此时对于线程1来说,数据已经过时了,等线程1执行完时,又将11同步到主存,结果导致两个线程都执行count++,但是最终结果却小于正常值。

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  • 原子性(Atomic):事务包括的所有操作,要么全部执行,要么全部都不执行,回滚会原始数据 一致性(Consistency):事务应确保数据库状态从一个一致状态转换到另一个一致状态(一致状态是指:数据库中...

    ACID

    原子性(Atomic):事务包括的所有操作,要么全部执行,要么全部都不执行,回滚会原始数据 

    一致性(Consistency):事务应确保数据库的状态从一个一致的状态转换到另一个一致的状态(一致的状态是指:数据库中的数据应满足完整性约束,比如数据库中a b之间转账,他们一共200,那么事务结束后不管怎样,ab总和都是200)

    隔离性(Isolation):多个事务并发执行时,一个事务的执行不应该影响其他事务的执行

    持久性(Durability):一个事务一旦提交,那么它对数据库的修改应该永久保存在数据库中(用来恢复操作的)

     

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  • Java内存模型是围绕着并发过程中如何处理原子性、可见性、有序性这三个特征来建立的,下面是这三个特性的实现原理: 原子性(Atomicity) 原子性是指一个操作是可中断的。即使是在多个线程一起执行的时候,一个...
  • 现代操作系统 进程

    2019-01-13 00:18:37
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  • 进程引入

    2016-10-15 18:54:28
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  • 数据库可靠性

    2020-08-20 20:38:02
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  • 它带有您可能会喜欢一组插件,以及一个友好API ,可帮助您实现雄心勃勃梦想(如果您梦想包括这种事情)。 要求 Go 1.11或更高版本,主要用于。 特征 支持对消息更新React。 slackscot执行以下操作: ...
  • 进程与线程之间区别及联系

    千次阅读 2016-05-08 16:27:33
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  • mysql事务详解

    2021-04-26 19:49:29
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  • volatile关键字

    2020-12-13 17:32:42
    回顾之前Java内存模型特征可以了解到该模型是围绕着并发过程中如何处理原子性、可见性和有序性这三个特征来建立。 原子性:一个操作或多个操作要么全部执行完成且执行过程被中断,要么就不执行。Java内存模型...
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  • 操作系统概述

    2021-05-06 20:16:17
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  • 程序的并发执行通常是在多道程序环境中,具有可再现性特征。(×) 所谓可再现性,是指当初始条件相同时,程序多次执行,其结果必然重复出现。(√) 目前计算机系统是冯•诺依曼结构,具有处理器顺序执行指令特点
  • 操作系统基础知识

    2019-02-26 17:21:23
    操作系统四个特征是:并发性,共享性,虚拟性,确定性。 从资源管理角度,操作系统功能分为五个部分: 处理机管理:对处理机的执行时间进行管理,将CPU时间合理分配给每个任务。包括进程控制,进程同步...

空空如也

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并发执行的特征不包括