处理。
把进程通过状态区分开来,通过操作系统对进程状态的转移控制,多进程就向前推进了。
多进程如何交替/切换?
这部分后续会详细讲解,下面还是简略的过程。
进程如何调度?
- 这里先讲两个基础调度算法。
- FIFO,First In First Out.
- 显然是比较公平的策略,但是没有考虑进程执行的任务轻重缓急;
- Priority.
切换进程
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调度找到下一个占用CPU的进程后,就要进行切换; 这个过程需要精细控制,所以需要 汇编代码,下图为伪代码;
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做的事情也不难想象,先把将要停下的进程信息保存到PCB1中(将当前CPU的各种信息(寄存器等)保存到pCur中), 再从将要进行的进程的PCB2中取出信息赋到对应寄存器/位置(将pNew中的寄存器等信息恢复到CPU中)
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多进程交替时,如何相互影响?
互斥、锁的概念。
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多进程看似不打照面,但实际上它们同时在一个内存来存放。 多个进程交替执行会相互影响,包括正面的多进程合作,负面的内存地址冲突等等
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比如,进程1中,修改了某个地址的值,而这个地址,正好时进程2 包含的地址,这时就会引起进程2崩溃。
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如何解决进程间矛盾? 限制对进程2地址的读写。即:!内存映射!
其实涉及内存管理了,可见内存管理也服务于CPU管理的多进程图像。
通过一个映射表,将真实物理地址转化为虚拟存储地址; 两个进程的100内存地址,是虚拟逻辑地址,会映射到不同的物理内存;下图中展示了两个进程的100地址分别映射到了物理地址780和1260
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还有一些时候,进程之间需要进行合作,如何进行进程间合作?
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举例1(浅显):
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- 不同的应用程序提交打印任务,打印任务会被放到“待打印文件队列”
- 打印进程会从“待打印文件队列”中一个接一个的取出打印任务,控制打印机打印
- 如果对存入打印进程的任务不进行管理,如任务1没放完,任务2就开始放,后面切换时就会出现顺序执行所不会遇到的乱序问题。
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举例2(稍深):生产者-消费者实例
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、
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生产者和消费者通过共享数据buffer[] 进行合作
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如果缓冲区满了,就不应该再放了, 用counter 记录,如果==buffer_size,说明满了,死循环;没满则counter++ ;
如果要避免缓冲区满而还向里放的情况,counter 这个信号量必须要保持正确(我突然感觉这是工程代码调试的一个关键)
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如果多个进程都在内存中交替执行,counter可能就会出错。 下面是个具体的例子: 初始counter=5,生产者执行counter++,消费者执行counter--,在寄存器层面将会是: // 生产者P
register = counter;
register = register+1;
counter = register;
// 消费者C
register = counter;
register = register -1;
counter = register;
当生产者的程序执行到中间切换到消费者,可能的代码序列如右上角所示,counter 直接乱了。后续合作就也会乱套。
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解决合作问题(合作各方的合理推进顺序)的核心在于 !进程同步! 给 counter 上锁,即写 counter 时阻断其他进程访问 counter.
5. 简单总结2
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