进程调度与死锁

进程调度即处理器调度(又称上 F文转换),它的主要功能是确定在什么时候分配处理器, 并确定分给哪一个进程,即让正在执行的进程改变状态并转入就绪队列的队尾,再由调度原 吾 将就绪队列的队首进程取出,投入执行。

引起进程调度的原因有以 F几类:

( I)正在执行的进程执行完毕。

(2 )执行中的进程自己调用阻塞原语将自己阻塞起来进入睡眠状态。

(3 )执行中的进程调用了 P 原语操作,从而因资源不足而阻塞:或调用 V 原语操作激活 了等待资源的进程队列。

(4 )在分时系统中,当一进程用完-一个时间片时,将引起进程高度。

(5 )就绪队列中某进程的优先级变得高于当前执行进程的优先级,也将引起进程调度。 进程调度的方式有两类:剥夺方式与非剥夺 1i式。所谓非剥夺方式是指,一旦某个作业或

进程占有了处理器,别的进程就不能把处理器从这个进程于中夺走,直到该进程自己因调用原

语操作而进入阻塞状态,或时间片用完而 iJ:出处理机:剥夺方式是指,当就绪队列中一旦有进 程的优先级高于当前执行进程的优先级时,便立即发生进程调度,处理机。

进程调度的是服务于系统目标的策略,对于不同的系统与系统目标,常采用不同的调 度

(1)先来先服务( First Come and First Serv时, FCFS )调度,又称先进先出( First In and First Out, FIFO )。就结队列按先来后到原则排队。

(2 )优先数调度。优先数反映了进程优先级,就绪队列按优先数排队。有两种确定优先级 的方法,即静态优先级和动态优先级。静态优先级是指进程的优先级在进程开始执行前确定, 执行过程中不变,而动态优先级则可以在进程执行过程中改变。

(3)轮转法(Round Robin )。就绪队列按 FCFS 方式排队。每个进程执行一次占有处理器时间都不超过规定的时间单位(时间片)。若超过,则自行释放自己所占有的 CPU 而排到就绪

队列的末尾,等待 F一次调度。同时,进程调度程序又去调度当前就绪队列中的第一个进程。 进程管理是的核心,在进程管理的实现中,如果设计不当,会出现一种尴尬的局

面 死锁。

当若干个进程互相竞争对方己占有的资源,无限期地等待,不能向前推进时会造成“死锁” 例如, Pl 进程占有资源 RI. P2 进程占有资源 R2 ,这时,Pl 又需要资源 R2, P2 也需要资源 Rl ,它们在等待对方占有的资源时,又不会释放自己占有的资源,因而使双方都进入了无限等 待状态。

死锁是系统的一种出错状态,它不仅浪费大量的系统资源,甚至会导致整个系统的崩溃, 所以死锁是应i亥尽量预防和避免的。

C I )死锁条件。产生死锁的主要原因是供共享的系统资源不足,资源分配策略和进程的推 进顺序不当。系统资源既可能是可重复使用的永久性资源,也可能是消耗性的|临时资源。产生 死锁的必要条件是:互斥条件、保持和等待条件、不剥夺条件和环路等待条件。

(2 )解决死锁的策略。处于死锁状态的进程不能继续执行又占有了系统资源,从而会阻碍 其他作业的执行。

解决死锁有两种策略:一种是在死锁发生前采用的预防和避免策略:另一种是在死锁发生 后采用的检测与恢复策略。

死锁的预防主要是通过打破死锁产生的 4 个必要条件之一来保证不会产生死锁。采用的死 锁预防策略通常有资源的静态分配法或有序分配法,它们分别打破了资源动态分配条件和循环 等待条件,因此不会发生死锁。但这样做会大大降低系统资源的利用率和进程之间的并行程度。

死锁避免策略,则是在系统进行资源分配时,先执行一个死锁避免(典型的如银行家 ),来保证本次分配不会导致死锁的发生。由于资源分配很频繁,因此死锁避免策略要耗 费大量的 CPU 时间。

芳::, 希赛教育专家提示:实际上,系统出现死锁的概率和卜,故从系统所花的代价上

v 看,采用死锁发生后的检测与恢复策略要比采用死锁发生前的预防与避免策略代价小

一路

9. 线程 在支持线程的中,线程是进程中的一个实体,是系统实施调度的姐立单位。线程

只拥有一些在运行中必不可少的资源,它与属于同一个进程的其他线程共享该进程所拥有的资

源。各线程之间可以并发地运行。线程切换时只需保存和设置少量寄存器的内容,而并不涉及管理方面的操作,所以线程切换的开销远远小于进程的切换(原运行进程状态的切换还 要引起资源转移及现场保护等)。同」个进程中的多个线程共享同一个地址空间,这使得线程之间同步和通信的实现也比较容易。

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