2.2 进程控制

1. 进程控制原语
2. 进程的创建
3. 进程的阻塞和唤醒
4. 进程的撤销
5. 进程的挂起和激活

一、 进程控制原语

（1） 进程控制

进程控制就是系统中使用了些特定的程序段来创建、撤销进程以及完成进程在各个状态之间的转换。

目的是为了完成多个进程之间高效率的并发执行、协调和共享资源。

控制的类型： 进程的 创建、 阻塞、 唤醒、 挂起、 激活、 撤销等

（2） 原语

原语是系统中的一种特别的程序段， 其本身就是程序；

进程的控制和管理功能是由原语来实现的。

原语是在管态下执行、完成系统特定功能的程序。

原语要么执行，要么不执行，原语的执行过程不允许被中断。
原语中的原字， 体现出了原子性。
一般使用屏蔽中断的技术来保证原语的原子性。

二、 进程的创建

（1）创建进程的原因

原因有很多， 如：
1. 用户提交作业
2. 用户在终端登录
3. 系统创建服务进程
4. 进程创建子进程

（2）创建过程

1. 系统从PCB池中取一个空白PCB
2. 为新进程的映像分配地址空间，传递环境变量，构造共享地址空间
3. 为新进程分配内存等各种资源
4. 查找辅存，找到进程正文段并装到正文区中
5. 初始化进程的控制块，分配一个唯一的进程标识符， 初始化PSW
6. 将进程加入到就绪队列中， 投入运行

（3）linux中的进程创建：

0进程由系统引导时被创建；
系统初启时，0进程创建1进程；
0进程变为对换进程， 1进程变为始祖进程；

进程利用fork（）创建其子进程， 形成一颗进程树；
系统中除0进程外的所有进程都是用fork（）创建的；

1 . 函数介绍：
fork（）创建一个进程；
定义：int fork（）
调用：pid = fork（）

fork会返回三种类型的值：

0： 在子进程中， pid变量保存的fork（）的返回值是0， 表示当前进程是子进程。
大于0：在父进程中， pid变量保存的fork（）返回值为子进程的id值（进程标识符）
-1：表示创建进程失败

如果fork被调用成功，则会向父进程返回进程id， 向子进程返回0，也就是说调用一次fork会返回两个值；

fork创建进程的过程， 是一个子进程复制父进程的过程， 也就是子进程是父进程的一个副本，它继承了父进程的很多特性，如代码、数据等，也就是说子进程和父进程有同样的进程上下文（但是PID会不一样）。

2 . 实例：

用父进程创建两个子进程，每一个进程在屏幕上显示不同的字符串；
父进程显示“parent“
子进程p1显示“daughter”
子进程p2显示“son”

实例代码：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int p1, p2, i;

    while((p1 = fork()) == -1);     // 防止进程创建失败

    /*
        子进程的代码数据和父进程一样；
        但是子进程的代码执行入口和父进程不一样；
        也就是说子进程不会从头执行代码，而是从fork（）的下一行开始执行；
        父进程的fork返回值p1是子进程的id（一个非负整数）；
        子进程的fork返回值p1是0;
    */

    if(p1 == 0) printf("daughter\n");   // 由子进程p1打印“daughter”
    else
    {
        /*  p2子进程同理  */

        while((p2 = fork()) == -1) ;

        if(p2 == 0) printf("son\n");    // 由子进程p2打印“son”
        else printf("parent\n");    // 由父进程打印“parent”
    }

    return 0;
}

// 父进程和其创建的子进程并发运行；
// 多次运行发现son和daughter输出的先后顺序不一定，这难道就是操作系统的异步性吗？（猜的）

三、进程的阻塞和唤醒

（1）进程阻塞：

进程阻塞需要调用阻塞原语来实现；
阻塞原语是在进程期待某事件发生，但没有发生时，或者所需资源尚不具备时，被该进程调用来阻塞自己；

因此阻塞常常是自我阻塞的过程，进程因没有运行的资源条件自己阻塞自己；

阻塞的过程如图示：

（2）进程唤醒：

由两种唤醒方式：

1 . 系统唤醒进程：由操作系统来实现统一对进程的唤醒；

2 . 事件发生唤醒进程：当某一时间发生时，由某一进程唤醒另一进程；

进程是不能自己唤醒自己的，一定是由其他进程或系统来唤醒的；

唤醒过程如图示：

四、进程撤销

（1）撤销原因：

进程已经完成所要求的功能而正常终止

由于某种错误导致非正常终止

由某一祖先进程要求撤销某个子孙进程

撤销过程如图示：

五、进程的挂起和激活

挂起的过程：（先改状态， 再移数据）

1. 先检查被挂起进程的状态， 如果处于就绪态则修改为挂起就绪态，如果处于阻塞态，则修改为挂起阻塞态。
2. 再将被挂起进程的PCB的非常驻部分交换到磁盘对换区；

这样做不但会把内存中的代码和数据从内存移到磁盘上， 还可能会把PCB中的一部分内容也移到磁盘上，这样做可以最大限度的腾出内存空间供使用；

激活的过程：（与挂起过程相逆）

1. 将PCB中的非常驻部分调进内存并修改状态，挂起状态修改为非挂起状态。
2. 再把磁盘中的代码和数据调入内存中去执行；

挂起原语可以由进程自己或者其他进程调用， 而激活原语只能由系统或者其他进程调用；