进程调度

关于多进程和多线程，教科书上最经典的一句话是“进程是资源分配的最小单位，线程是CPU调度的最小单位”。这句话应付考试基本上够了，但如果在工作中遇到类似的选择问题，那就没有那么简单了，选的不好，会让你深受其害。所以他也是面试者最喜欢考察的题目之一。 我们按照多个不同的维度，来看看多进程和多线程的对比（注：都是相对的，不是说一个好得不得了，另一个差的无法忍受） 来源： https://blog.csdn.net/qq_32642107/article/details/102753102

第三章处理机调度与死锁 1．高级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么要引入中级调度？ 答：高级调度的主要任务是根据某种算法，把外存上处于后备队列中的那些作业调入内存。 低级调度是保存处理机的现场信息，按某种算法先取进程，再把处理器分配给进程。 引入中级调度的主要目的是为了提高内存利用率和系统吞吐量。使那些暂时不能运行的进程不再占用内存资源，将它们调至外存等待，把进程状态改为就绪驻外存状态或挂起状态。 2．何谓作业、作业步和作业流？ 答：作业包含通常的程序和数据，还配有作业说明书。系统根据该说明书对程序的运行进行控制。批处理系统中是以作业为基本单位从外存调入内存。 作业步是指每个作业运行期间都必须经过若干个相对独立相互关联的顺序加工的步骤。 作业流是指若干个作业进入系统后依次存放在外存上形成的输入作业流；在操作系统的控制下，逐个作业进程处理，于是形成了处理作业流。 3．在什么情况下需要使用作业控制块JCB？其中包含了哪些内容？ 答：每当作业进入系统时，系统便为每个作业建立一个作业控制块JCB，根据作业类型将它插入到相应的后备队列中。 JCB 包含的内容通常有：1) 作业标识2)用户名称3)用户账户4)作业类型（CPU繁忙型、I/O芳名型、批量型、终端型）5)作业状态6)调度信息（优先级、作业已运行）7)资源要求8)进入系统时间9) 开始处理时间10)作业完成时间11)

大项 1 of 5 - 选择题 26.0/ 26.0 得分 题目 1 of 57 1.0/ 1.0 得分 在为多道程序所提供的可共享的系统资源不足时，可能出现死锁。但是，不适当的（ ）也可能产生死锁。 A. 进程推进顺序 B. 进程优先权 C. 分配队列优先权 D. 资源的线性分配 答案: A 题目 2 of 57 1.0/ 1.0 得分 采用资源剥夺法可解除死锁，还可以采用（ ）方法解除死锁。 A. 执行并行操作 B. 修改信号量 C. 拒绝分配新资源 D. 撤消进程 答案: D 题目 3 of 57 1.0/ 1.0 得分 产生死锁的四个必要条件是：互斥、（ ）、循环等待和不剥夺。 A. 请求与释放 B. 请求与保持 C. 请求与阻塞 D. 释放与阻塞 答案: B 题目 4 of 57 1.0/ 1.0 得分 发生死锁的必要条件有四个，要防止死锁的发生，可以破坏这四个必要条件，但破坏（ ）条件是不太实际的。 A. 不可抢占 B. 部分分配 C. 循环等待 D. 互斥 答案: D 题目 5 of 57 1.0/ 1.0 得分 在分时操作系统中，进程调度经常采用（ ）算法。 A. 先来先服务 B. 时间片轮转 C. 最高优先权 D. 随机 答案: B 题目 6 of 57 1.0/ 1.0 得分 资源的按序分配策略可以破坏（ ）的条件。 A. 互斥使用资源 B. 非抢夺资源 C.

目录 1.进程的并行和并发 2.并行和并发的区别 3.进程互斥锁 4.队列 4.1multiprocess.Queue介绍 4.2 IPC进程间通信实例1 4.3 ICP通信实例2：生产者与消费者模型 5.线程 5.1什么是线程？ 5.2 使用线程的实际场景 5.3 内存中的线程 5.4用户级线程和内核级线程（了解） 5.5 用户级与内核级线程的对比 5.6 混合实现 5.7 GIL全局解释器锁 5.8 开启线程的两种方式 5.9 线程对象的属性 5.10 线程互斥锁 1.进程的并行和并发 并行: 并行是指两者同时执行，比如赛跑，两个人都在不停的往前跑；（资源够用，比如三个线程，四核的CPU ） 并发: 并发是指资源有限的情况下，两者交替轮流使用资源，比如一段路(单核CPU资源)同时只能过一个人，A走一段后，让给B，B用完继续给A ，交替使用，目的是提高效率。 2.并行和并发的区别 并行是从微观上，也就是在一个精确的时间片刻，有不同的程序在执行，这就要求必须有多个处理器。 并发是从宏观上，在一个时间段上可以看出是同时执行的，比如一个服务器同时处理多个session。 3.进程互斥锁 作用：让加锁的部分由并发变成串行，牺牲了执行效率，保证了数据安全。 应用：在程序使用同一份数据时，就会引发数据安全和数据混乱等问题，需要使用锁来维持数据的顺序取用。 下面的小程序模拟抢票软件

目录 一、 操作系统发展 1. 手工操作——穿孔卡片 2.批处理——磁带存储 2.1联机批处理系统 2.2 脱机批处理系统 3. 多道程序系统 3.1 多道程序设计技术 3.2 单道的程序运行 3.3 多道的程序运行 3.4 小结： 3.5 多道批处理系统 4. 分时系统 5. 实时系统 6. 通用操作系统 7. 操作系统的进一步发展 7.1 个人计算机操作系统 7.2 网络操作系统 7.3 分布式操作系统 二、进程基础 1. 必备理论基础 2. 什么是进程 3. 进程与程序的区别 三、进程的调度 1.先来先服务调度算法（FCFS） 2.短作业优先调度算法（SJ/PF） 3. 时间片轮转法（RR） 4. 多级反馈队列 四、进程的并发和并行 五、同步异步阻塞非阻塞 1. 状态介绍 2. 同步和异步 2.1 例子 3. 阻塞和非阻塞 3.1 例子 4. 同步异步 和 阻塞非阻塞 4.1 同步阻塞形式 4.2 异步阻塞形式 4.3 同步非阻塞形式 4.4 异步非阻塞形式 五、进程的创建 1. 4种形式创建新的进程： 2. UNIX和Windows创建进程 六、进程的结束 一、 操作系统发展 1. 手工操作——穿孔卡片 处理机与输入输出设备分别直接连接 。因输入、输出效率最低，导致处理机的利用率最低（资源浪费） 2.批处理——磁带存储 2.1联机批处理系统

目录 操作系统发展史 1.穿孔卡片 2.联机批处理系统 3.脱机批处理系统 4.多道程序系统 单道程序运行过程 多道程序运行过程 并发与并行 进程 1.程序与进程 2.进程调度 1.先来先服务调度: 2.短作业优先调度: 3.时间片轮转法: 4.分级反馈队列 5.调度状态 6.进程回收 3.进程对象的属性 1. current_process().pid 2. os.getpid() 3. os.getppid 4. join()方法 5. is_alive() 6. .terminate() 7. tasklist | findstr+进程号 4.进程的创建 1.创建进程方式1 2.创建进程方式2 5.进程之间的数据相互隔离 同步和异步 同步 异步 阻塞与非阻塞 阻塞 非阻塞 面试题 操作系统发展史 1.穿孔卡片 手工操作,且一个计算机机房,只能被一个用户使用 2.联机批处理系统 支持多用户去使用一个计算机机房,主机与输入机之间增加一个存储设备——磁带，在运行于主机上的监督程序的自动控制下，计算机可自动完成 3.脱机批处理系统 为克服与缓解：高速主机与慢速外设的矛盾，提高CPU的利用率 特征是：增加一台不与主机直接相连而专门用于与输入/输出设备打交道的卫星机。主机与卫星机可并行工作，二者分工明确，可以充分发挥主机的高速计算能力。 高速磁盘: 提高文件的读取速度

前面一篇文章介绍了Linux内的同步互斥的概念、内核态和用户态Linux提供的同步/互斥接口。这里本文介绍下如何给协程加上同步、互斥机制。 简单说下协程coroutine: 参考文章 操作系统的课本中对进程、线程的定义：进程是最小的资源分配单位，线程是最小的调度单位。 随着互联网的飞速发展，互联网后台Server服务通常要面临高请求、高并发的挑战，一些业务Server通常要面临很高的网络IO请求。这也就是C10K问题。 现在对C10K问题的解决方案已经很成熟了，主要是 非阻塞IO+IO复用(epoll,select等)+网络事件驱动，另外再配合多进程/多线程。 对这种非阻塞IO+IO复用+网络事件驱动的解决方案，我们通常称为异步模式，与之想对应的是同步模式。 举个简单的例子： 对于服务srvA, 对于每个前端请求的逻辑如下： 收到前端Req，访问SrvB拉取数据，然后访问SrvC拉取数据，回包Rsp给前端 对于同步模式的解决方案： 对每个前端Req都要有一个线程或者进程来处理，直到回包给前端，逻辑中的网络访过程通常用阻塞模式；无论是用线程池/进程池或者每个请求产生一个进程或者线程来处理，当前端请求量大时，系统中存在大量进程/线程时，线程的调度、占用的内核资源都是比较严重的问题。 对于异步模式的解决方案： 利用IO复用+非阻塞IO，把会导致阻塞的操作转化为一个异步操作

Linux 操作系统在设计上将虚拟空间划分为用户空间和内核空间，两者做了隔离是相互独立的，用户空间给应用程序使用，内核空间给内核使用。 一、异步 应用程序和内核 内核具有最高权限，可以访问受保护的内存空间，可以访问底层的硬件设备。而这些是应用程序所不具备的，但应用程序可以通过调用内核提供的接口来间接访问或操作。所谓的常见的 IO 模型就是基于应用程序和内核之间的交互所提出来的。以一次网络 IO 请求过程中的 read 操作为例，请求数据会先拷贝到系统内核的缓冲区（内核空间），再从操作系统的内核缓冲区拷贝到应用程序的地址空间（用户空间）。而从内核空间将数据拷贝到用户空间过程中，就会经历两个阶段： 等待数据准备 拷贝数据 也正因为有了这两个阶段，才提出了各种网络 I/O 模型。 Unix/Linux的体系架构 同步和异步 同步（Synchronised）和异步（Asynchronized）的概念描述的是应用程序与内核的交互方式，同步是指应用程序发起 I/O 请求后需要等待或者轮询内核 I/O 操作完成后才能继续执行；而异步是指应用程序发起 I/O 请求后仍继续执行，当内核 I/O 操作完成后会通知应用程序，或者调用应用程序注册的回调函数。 阻塞和非阻塞 阻塞和非阻塞的概念描述的是应用程序调用内核 IO 操作的方式，阻塞是指 I/O 操作需要彻底完成后才返回到用户空间；而非阻塞是指 I

一个作业从提交开始直到完成，往往经历以下三个调度： 一、作业调度 作业调度又称高级调度，主要任务是按照一定的原则从外存上处于后备队列的作业中挑选一个或者多个作业，为其分配内存、I/O设备等必要资源，并建立相应的进程，使它们获得竞争处理机的权利。简要地说就是 内存与外存的调度 ，对于每个作业仅调入一次、调出一次。多道批处理系统中大多配有作业调度，而其他系统中通常不需要配置作业调度，作业调度的执行频率较低且时间较长，通常为几分钟一次。 二、内存调度 内存调度又称中级调度，引入中级调度的目的是为了 提高内存利用率和系统吞吐量 。内存调度将那些暂时不能运行的进程调至外存等待，把此时的进程状态称为挂起状态。当处于挂起状态的进程能够运行且内存有空闲时，将其重新调入内存并修改状态为就绪状态，挂在就绪队列上等待。 三、进程调度 进程调度又称低级调度，主要任务是按照某种方法和策略从就绪队列中选取一个进程，将处理机分配给它。进程调度是操作系统中 最基本的一种调度 ，执行频率很高且时间较短，一般几十毫秒一次。 四、三级调度的联系 1、作业调度为进程活动做准备，进程调度使进程正常活动起来，内存调度将暂时不能运行的进程挂起，内存调度处于作业调度和进程调度之间； 2、作业调度次数最少，内存调度次数略多，进程调度频率最高； 3、进程调度是最基本的，不可或缺。 对以下2个例子进行分析： 1

任务调度（并发） 大部分操作系统（如Windows、Linux）的任务调度是采用时间片轮转的抢占式调度方式， 也就是说一个任务执行一小段时间后强制暂停去执行下一个任务，每个任务轮流执行。 由于CPU的执行效率非常高，时间片非常短，在各个任务之间快速地切换， 给人的感觉就是多个任务在“同时进行”，这也就是我们所说的并发。 进程 进程： 是一个具有一定独立功能的程序在一个数据集上的一次动态执行的过程， 是操作系统进行资源分配和调度的一个独立单位， 是应用程序运行的载体。 进程一般由程序、数据集合和进程控制块三部分组成： 程序：用于描述进程要完成的功能，是控制进程执行的指令集。 数据集合：是程序在执行时所需要的数据和工作区。 程序控制块(Program Control Block，简称PCB)：包含进程的描述信息和控制信息，是进程存在的唯一标志。 进程具有的特征： 　　动态性：进程是程序的一次执行过程，是临时的，有生命期的，是动态产生，动态消亡的； 　　并发性：任何进程都可以同其他进程一起并发执行； 　　独立性：进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位； 　　结构性：进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。 进程由： 内存空间(代码、数据、进程空间、打开的文件)。 一个或多个线程。 进程状态图 进程间切换 线程 简介： 在早期的操作系统中并没有线程的概念， 但是进程之间的切换开销较大