685-进程的运行状态&进程状态间的切换

短命女 2022-09-16 06:08 180阅读 0赞

## 进程的运行状态 ##

**进程被切换着在CPU上运行的，因此在切换的过程中，进程会有各种的运行状态。**  
这就好比人活着时，需要在各种状态之间进行切换，比如晚上进入睡觉状态，早上进入醒了的状态，然后进入工作状态，再进入休息状态等。  
**（1）进程运行状态有哪些**  
（a）就绪态：表示进程准备就绪，随时等待被调度运行  
（b）执行态：被调度运行，运行时占有CPU，运行的时间片到后让出CPU  
（c）阻塞态：因为进程运行需要的某些条件的不满足，进程阻塞处于休眠状态  
（d）终止态：进程结束，也就是程序运行结束，回收进程占用的内存资源  
它们的关系图如下，  
**图：**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
队列在操作系统中是用链表实现的，操作系统是要运行很多进程，都要被CPU执行，所以这些就绪的进程就到就绪态队列中排队，等待CPU执行它们。

## 进程状态间的切换 ##

**（a）进入就绪态**  
程序被OS操作系统加载之后，立即进入就绪态  
程序被加载到内存后，进程被创建，程序就变为了进程，进程进入就绪状态， OS会为进程建立PCB，如果在Linux操作系统下的话，建立PCB时创建一个task\_struct结构体  
进入就绪态后，进程加入就绪态队列排队，随时等待被调度执行  
**程序什么时候被加载？**  
当你开始运行程序时，程序就会被加载，程序被加载后就进入就绪态。  
例子：  
比如这里写了一个Windows下的c语言程序，编译后的为test.exe，分别通过上面说的两种方式运行程序

#include<stdio.h>
    
    int main(void)
    {
        
    	int  a = 0, b = 0;
    
    	printf("please input a & b\r\n");
    
    	scanf("a=%d, b=%d", &a, &b); //从键盘输入数据
    	printf("a+b=%d\n", a + b);	//显示相加结果
    	return  0;
    }

\-方式1：图形交互方式，双击程序图标运行  
\-方式2：  
命令交互方式，即在命令行输入程序名（命令）运行，命令行输入的命令就是程序，命令名字就是程序名，不过普通用户很少用这种方式，开发者才会使用。  
当程序test.exe运行起来后，程序test.exe程序就变为了test.exe进程，进程名就是test.exe，进程立即进入就绪态，并加入就绪态队列，OS会为它建立PCB进行管理。

**（b）从就绪态进入执行态**  
当前正在CPU上执行的进程时间片到了，调度器会按照调度优先级算法到就绪态队列查看，发现轮到test.exe进程执行了，OS调度器收回其它进程的CPU占有权，被剥夺CPU占有权的进程被迫重新进入就绪态。  
test.exe进程离开就绪态队列，进入执行状态，获得CPU占有权，CPU开始执行test.exe进程。

**（c）执行态进入就绪态**  
当test.exe进程的时间片到后，OS的进程调度器会根据进程调度优先级，决定下一个要执行的进程，当前的test.exe进程退出执行态，交出CPU的占有权，进程进入就绪态并加入就绪态队列排队，等到下一次再被调度执行。

**（d）执行态进入阻塞态**  
什么情况下会进入阻塞态？  
当处于执行态的进程需要外部设备输入的数据时，但是外部设备又没有将数据准备好，那么进程就会进入阻塞态。  
进程随即会被加入阻塞态队列排队等待。  
比如test.exe进程就需要通过“scanf”语句等待键盘的输入，但是如果键盘没有输入时，test.exe进程会进入阻塞态，并加入阻塞态队列排队。

**（e）阻塞态进入就绪态**  
比如对于正处于阻塞态的test.exe进程来说，当从键盘输入后a和b的数据后，test.exe进程被唤醒，但是不会被立即执行，  
而是离开阻塞态队列，加入就绪态队列，然后进入就绪态，等待被再次调度执行。

**（f）终止态**  
程序终止后需要回收资源  
程序结束了就终止了，程序终止后，程序所占有的一切资源(内存空间)全部被回收释放，这些空间就可以让给别人使用了，  
如果不回收的话，内存空间会被占着茅坑不拉屎，如果大量的内存空间被以这样的方式占用的话，会使得其它进程没有内存空间使用，最后计算机可能会因为内存不足而崩溃。  
这就好比一个很大房间，人搬走了但是空间却一直占着不放，每个人都这么搞，最后你会发现房间虽然很大，但是处处被别人  
最终导致住房紧张，很可能还会因为住房紧张而引发矛盾，因此进程终止后，对资源进行回收是非常重要的。  
PCB  
**进程终止有两种方式**

*  正常终止  
    程序（进程）的最后一条指令被执行完毕，进程就会进入终止状态，这种情况像人寿终正寝的老死。
 *  异常终止  
    **+ 什么是异常终止？**  
    程序并没有执行完毕，被人强行终止的，就好比人被人谋害而异常死亡。  
    **+ 异常终止举例**  
    以windows为例，我们在任务管理器里面，通过“结束任务”的方式强制取消卡死的进程，这其实就是异常终止。

[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]: /images/20220828/3604a5e1044540418a0f38fc81cd4829.png