操作系统中任务、进程和线程总结

多任务处理是指用户可以在同一时间内运行多个应用程序，每个正在执行的应用程序被称为一个任务。linux 就是一个支持多任务的操作系统（Windows也是多任务操作系统），比起单任务系统它的功能增强了许多。

多任务操作系统使用某种调度策略支持多个任务并发执行。事实上，（单核）处理器在某一时刻只能执行一个任务。每个任务创建时被分配时间片（几十到上百毫秒），任务执行（占用CPU）时，时间片递减。操作系统会在当前任务的时间片用完时调度执行其他任务。由于任务会频繁地切换执行，因此给用户多个任务同时运行的感觉。

1 任务

任务是一个逻辑概念，指由一个软件完成的活动，或者是为实现某个目的的一系列操作。通常一个任务是一个程序的一次运行，一个任务包含一个或多个完成独立功能的子任务，这个独立的子任务是进程或者是线程。例如，一个杀毒软件的一次运行是一个任务，目的是从各种病毒的侵害中保护计算机系统，这个任务包含多个独立功能的子任务（进程或线程）：包括实时监控功能、定时查杀功能、防火墙功能以及用户交互功能等。任务、进程和线程之间的关系如下图所示：

2 进程的基本概念

进程是指一个具有独立功能的程序在某个数据集合上的一次动态执行过程，它是操作系统进行资源分配和调度的基本单元。一次任务的运行可以发**多个进程，这些进程相互合作来完成该任务的一个最终目标。

进程具有一下几个主要特性：

（1）并发性：指的是系统中多个进程可以同时并发执行，相互之间不受干扰。

（2）动态性：指的是进程都有完整的生命周期，而且在进程的生命周期内，进程的状态是不断变化的，另外进程具有动态的地址空间（包括代码、数据和进程控制块等）。

（3）交互性：指的是进程在执行过程中可能会与其他进程发生直接和间接的通信，如进程同步和进程互斥等，需要为此添加一定的进程处理机制。

（4）独立性：指的是进程是一个相对完整的资源分配和调度的基本单位，各个进程的地址空间是相互独立的，只有采用某些特定的通信机制才能实现进程之间的通信。

进程和程序是有本质区别的：程序是一段静态的代码，是保存在非易失性存储器上的的指令和数据的有序集合，没有任何执行的概念；而进程是一个动态的概念，它是程序的一次执行过程，包括了动态创建、调度、执行和消亡的整个过程（这一系列都由操作系统的调度机制来完成！），它是程序执行和资源管理的最小单位。进程不但包括程序的指令和数据，而且包括程序计数器和处理器的所有寄存器以及存储临时数据的进程堆栈。从操作系统的角度看，进程是程序执行时相关资源的总称。当进程结束时，所有资源被操作系统自动回收。

Linux 系统中主要包括下面几种类型的进程。

（1）交互式进程：这类进程经常与用户进行交互，需要等待用户的输入（键盘和鼠标操作等）。当接收到用户的输入之后，这类进程能够立刻响应。典型的交互式进程有shell 命令进程、文本编辑器和图形应用程序运行等。

（2）批处理进程：这类进程不必与用户进行交互，因此通常在后台运行。因为这类进程通常不必很快地响应，因此往往不会优先调度。典型的批处理进程是编译器的编译操作、数据库搜索引擎等。

（3）守护进程：这类进程一直在后台运行，和任何终端都不关联。通常系统启动时开始执行，系统关闭时才结束。很多系统进程（各种服务）都是以守护进程的形式存在。

因为Linux 是一个多任务的操作系统，所以其他的进程必须等到操作系统将处理器使用权分配给自己之后才能运行。当正在运行的进程需要等待其他的系统资源时，Linux 内核将取得处理器的控制权，按照某种调度算法将处理器分配给某个正在等待执行的进程。

3 线程

前面已经提到，进程是系统中程序执行和资源分配的基本单位。每个进程都拥有自己的数据段、代码段和堆栈段，这就造成了进程在进行切换时操作系统的开销比较大。为了提高效率，操作系统又引入了另一个概念——线程，也称为轻量级进程。线程是进程上下文中执行的代码序列，又称为轻量级的进程。它是操作系统能够调度的最小单元。线程可以对进程的内存空间和资源进行访问，并与同一进程中的其他线程共享。因此，线程的上下文切换的开销比进程小得多。一个进程可以拥有多个线程，其中每个线程共享该进程所拥有的资源。要注意的是，由于线程共享了进程的资源和地址空间，因此，任何线程对系统资源的操作都会给其他线程带来影响。由此可知，多线程中的同步是非常重要的问题。

来源：网络

智能推荐

Java多线程复习：3（在操作系统中查看和杀死进程线程）

此博客是记录自己学习过程的记录，仅做参考 Windows下查看和杀死进程线程查看所有进程 tasklist 查看指定关键字的进程 tasklist | findstr + 关键字 Java程序运行的时候都是通过java.exe来运行的，所以想要查看Java程序运行的详情的话必须使用jdk自带的命令，这个在最后我们以后再说。杀死进程 taskkill /F /PID + 需要杀死进程的pid 我...

操作系统进程和线程以及进程管理

进程和线程进程定义进程是指一个具有一定独立功能的程序在一个数据集合上的一次动态执行过程进程的组成进程包含了正在运行的一个程序的所有状态信息代码数据状态寄存器：CPU 状态 CR0 、指令指针 IP 通用寄存器：AX、BX、CX… 进程占用系统资源：打开文件、已分配内存… 进程的特点动态性：可动态地创建，结束进程并发性：进程可以被独立调度并占用处理机运...

操作系统：进程和线程+进程的通讯方式

计算机资源=存储资源+计算资源计算资源：由系统分配，操作系统按照一定的规则来分配什么时候由谁来获得CPU的计算资源（CPU是计算单元，对输入的数据和指令进行计算）存储资源：就是内存，存储资源是操作系统管理和分配 1.进程定义：一个程序在一个数据集上的一次运行 /一个程序在多个数据集上/一个程序在同一个数据集上运行多次/是不同的进程进程的三种基本状态： 1.就绪状态：除CPU外已分配所有资源...

操作系统进程线程

目录一、冯.诺依曼体系结构二、操作系统三、程序、进程、文件四、操作系统多任务单核CPU表现多核CPU表现五、进程初步认识时间片并发与并行内核态与用户态上下文进程状态一、冯.诺依曼体系结构二、操作系统概念：一款纯正“搞管理的软件” 三、程序、进程、文件 ●文件:本地磁盘中的资源 ●程序:属于文件，是静态资源，但是是一种可执行的资源 ●进程:通过...

操作系统--进程线程

操作系统最核心的概念就是进程，进程是对运行中的程序的一个抽象，是动态的。每一个核能够一次运行一个线程，理论上是可以实现并行。而进程中最重要的是PCB，PCB是操作系统为之配的专门的数据结构。PCB描述了进程的基本情况和活动过程，进而控制管理进程。进程进程的创建进程的创建，就是创建进程实体中的PCB。在UNIX中，仅有一个系统调用用来创建一个新的进程，就是fork，在fork后，一个父进程和...

猜你喜欢

操作系统——进程线程

一：操作系统简述定义：用来管理计算机硬件以及软件资源的计算机程序计算机组成：存储器+控制器+运算器+输入设备+输出设备其中 CPU=控制器+运算器操作系统的功能： 1：进程以及线程的管理：进程以及线程的状态，进程通信，线程同步，资源调度等 2：存储管理：内存的分配以及回收，地址转换，存储保护等 3：文件管理：文件目录，文件操作，文件存取控制等 4：设备管理：设备驱动，分配回收，缓冲技术等 ...

操作系统进程线程

现在，多核CPU已经非常普及了，由于任务数量远远多于CPU的核心数量，所以，操作系统也会自动把很多任务轮流调度到每个核心上执行。对于并发：多个进程在一个CPU下采用时间片轮转的方式，在一段时间之内，让多个进程都得以推进，称之为并发。并行：多个进程在多个CPU下分别，同时进行运行，这称之为并行。计算机操作系统中把并行性和并发性明显区分开，主要是从微观的角度来说的，具体是指进程的并行性（多处理...

操作系统、进程、线程

操作系统硬件：冯诺依曼体系结构/普林斯顿体系结构具体的结构布置：注意：CPU和输入设备或者输出设备不能直接进行交互，必须依靠存储。内存VS硬盘： 1、内存的读写速度远远大于磁盘，内存读写速度：纳秒（10^-9）；硬盘读写速度：微秒 (10^-3）; 2、内存价格远大于磁盘； 3、内存中的数据不能持久化，当电脑重启数据就没了，磁盘的数据可以持久化。操作系统的概念：任何计算机系统都包含一个基...

操作系统☞进程/线程

PCB：进程控制块 TCB：线程控制块进程的组成多个进程在操作系统中的组织方式进程的特征进程的三种状态初创+终止状态进程控制进程的切换是原语实现【原子性执行（开中断、关中断实现的）】切换指令由操作系统内核程序控制的，属于特权指令（所以需要CPU转换为核心态后进行进程状态切换）进程通信共享存储管道通信消息传递线程内核级线程注意：内核级线程才是系统调度的基本单位...

终于！Linaro 加盟 Zephyr 项目

导读为物联网构建实时操作系统的开源协作项目 Zephyr 项目宣布，Linaro 有限责任公司以白金会员的身份加盟该项目。Linaro是一家为 ARM 架构开发开源软件的协作工程组织，也是全球性机构，其 35 个成员中不乏来自多个行业部门的龙头企业。 Linaro 加入了由英特尔公司（包括其收购的企业集团阿尔特拉公司和风河系统公司）、恩智浦半导体公司（包括其最近与飞思卡尔合并的组织）以及美国新思...