进程
进程的组成
程序的代码
程序处理的数据
要知道现在执行哪条指令，程序计数器中的值指示将运行的指令。
CPU寄存器会动态变化，一组通用寄存器的当前值，堆，栈等；
各种系统资源，内存，外存，网络
进程与程序的联系（多对多）
程序是进程的基础，进程是程序功能的体现。
多次执行——某一个程序对应多个进程
调用关系——某一个进程包括多个程序
进程与程序的区别
程序静态，进程动态，进程执行中可以是核心态/用户态，写的代码都是用户态， 但有些操作只能由OS完成。
进程是暂时的，是状态变化的过程，程序永久；
组成不同，进程包括程序，数据（可能变化），进程控制块（进程状态信息）
进程的特点
动态
并发
独立：独立运行，正确性不受影响
制约：共享资源，相互制约，同一时刻一个资源（文件、cpu）只能被一个进程占用。
进程控制块PCB
系统所需的所有进程信息
进程标识：执行了几次（本进程的标识），产生者标识（父进程标识），用户标识
处理机状态信息保存区：用户可用寄存器，程序计数器pc，程序状态字PSW，栈指针
进程控制信息
调度和状态信息，进程当前的执行现状，运行？等待？
进程间通信信息，各种标识、信号、信件等
进程本身的存储管理信息，内存信息，占了多少？要不要回收？
进程所用资源，打开使用的系统资源，如文件
进程间关联信息，父进程，子进程，构成一个链
存储结构
链表：同一状态的进程PCB为一链表，如就绪链表，阻塞链表
索引表（数组）：同一状态的归入一个index表，就绪/阻塞索引表
进程状态
创建、就绪、运行、等待、退出
就绪：在等待CPU资源
运行：占用CPU资源
等待：等待除CPU以的资源
挂起（进程在外存，解决内存不足问题）
等待挂起：仍然为等待态，当内存足够时激活，但即使内存不足可以从等待挂起变 为就绪挂起
就绪挂起：仍然为就绪态，当内存足够时激活（当需要运行时可挂起其他进程）
线程
概述
实现进程内部的并发
进程是资源分配单位，线程是CPU调度单位
进程拥有一个完整的资源平台，线程只有指令流执行的必要资源，如寄存器和栈
线程能减少并发执行的时间和空间开销
同一进程的各线程间共享内存和文件资源，可不通过内核进行直接通信
每个线程都有自己的TCB（thread control block）,包括PC程序计数器，SP 堆栈，State状态，和寄存器。
线程实现
用户线程
即在进程内部实现多任务调度（快，简单；但会有线程阻塞）
内核线程
任务的切换由内核管理
轻权线程（实际效果不理想）
一个进程有一个或多个轻量级进程，每个轻量级进程由一个单独的内核线程来支持。
进程控制
进程切换
要求快速切换，汇编实现
保存被切进程信息，恢复切换进程信息，包括寄存器，CPU，以及小部分内存地址空间
进程创建与加载
windows API：CreateProcess（filename）
Unix：fork/exec
fork()把进程复制为两个进程，子进程产生新的ID
复制父进程的所有变量和内存，所有的CPU寄存器，内核复制出一个一样的PCB，但PID不同
返回值，父进程返回进程子进程的PID，子进程返回0，（可利用这一条件，实现程序加载）
getpid()可获取自己的pid
exec()重写当前进程，PID没有发生改变
加载新程序从main（_start）开始执行，可指定启动参数
代码段、堆栈和堆等完全重写
进程等待和退出
wait()：父进程等待子进程结束
子进程结束时用过exit()向父进程返回一个值
父进程通过wait()接收并处理返回值
wait()与exit()的执行顺序
先wait后exit：父进程等待子进程返回结果
子进程调用exit()，唤醒父进程，将exit的返回值作为父进程中wait的返回值
先exit后wait：父进程不处于等待状态，需要父进程主动执行wait
- 子进程调用exit()，未获得父进程响应，进入僵尸状态，
- 父进程执行一次wait响应一个僵尸子进程的结束请求
- 没有需要处理的子进程，wait立即返回。
exit()：结束进程
- 释放内存，释放相关数据结构
- 进入僵尸状态，唤醒父进程，若无父，则被收养。
- 清理所有僵尸子进程（孤儿进程被收养，被wait）
其他系统调用
（1）nice()指定进程的初始优先级
（2）ptrace()允许一个进程控制另一个进程的执行
（3）sleep()让进程在定时器的等待队列中等待指定
进程状态与其系统调用的关系
其中exec属于运行的一部分。
