操作系统 FAQ
进程和线程
- 联系: 线程存在于进程内部, 一个进程可以有多个线程, 一个线程只能属于一个进程.
- 区别: 进程是运行时程序的封装, 是系统进行资源分配和资源调度的基本单位; 线程是进程的子任务, 是CPU分配和调度的基本单位. 进程创建需要系统分配内存, CPU和文件句柄等资源, 销毁时要进行相应的回收, 因此进程的管理开销大; 线程开销小. 进程间不会互相影响; 一个线程崩溃会导致进程崩溃, 从而影响其他线程.
进程调度算法
- 先来先服务(FCFS): 按照到达任务队列的顺序调度, 非抢占式, 易于实现, 效率低性能差, 有利于CPU繁忙型作业(长作业)不利于IO繁忙型(短作业).
- 短作业优先(SJF): 每次从任务队列选择预计时间最短的作业运行, 非抢占式, 性能最优, 平均周转时间最低, 吞吐量大, 不利于长作业, 会出现饥饿现象, 完全未考虑作业的优先级, 不能用于实时系统.
- 最短剩余时间优先: 首先选择预计时间最短的作业运行, 如果新作业服务时间小于当前作业的剩余时间, 抢占CPU.
- 高响应比优先: 在后备作业队列中选择响应比最高的, 非抢占式, 需要计算响应比耗费资源. \(响应比=1+\frac{等待时间}{服务时间}\)
- 时间片轮转(RR): 可以响应所有用户的请求, 适于分时系统.
- 多级反馈队列: UNIX使用的调度算法. 多个不同优先级的队列按照RR调度, 如果未完成就进入下一优先级, 新来进程可以根据优先级抢占.
死锁
- 原因: (1) 系统资源不足; (2) 进程推进顺序不当; (3) 资源分配不当.
- 必要条件: (1) 互斥访问: 一个资源每次只能被一个进程访问; (2) 占有并请求: 进程因请求资源阻塞时对已占有的资源保持不放; (3) 不可剥夺: 进程已经获取的资源不能被强制剥夺; (4) 循环等待: 多个进程间形成资源的循环等待关系.