Windows进程线程相关概念

秒速五厘米 2022-06-13 23:10 214阅读 0赞

## 1. 进程的运行状态 ##

需要进程的原因：多道程序在执行时，需要共享系统资源，从而导致各程序在执行过程中出现相互制约的关系，程序的执行表现出间断性、非封闭性、不可再现性等特征。传统的程序本身是一组指令的集合，是一个静态的概念，无法描述程序在内存中的执行情况，故引入进程的概念。多道程序并发执行，提高系统吞吐量和系统资源利用率

进程的组成：程序、数据、PCB（进程控制块）

C++中进程运行的三个状态：阻塞、运行、就绪

阻塞：在某些外部事件发生前，该进程不能运行

运行：进程正在使用CPU

就绪：进程可执行，但是它暂时停止让其他进程运行

运行和就绪状态有些类似。处于这两种状态的进程都可以运行，只是在就绪状态中，进程暂时没有CPU可用。阻塞装填就与前两种状态不同，在阻塞状态中，即使CPU空闲，进程也不能运行。

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要是对进程的状态进行更加详细划分，那么进程的状态可以用下图来概括

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## 2. 进程与线程的关系 ##

（1）在传统的操作系统中，每个进程都有一个地址空间和一个控制线程。在多数情况下，一个进程的地址空间重要执行多个线程，在准并行上下文中，这些线程就像是不同的进程一样。有多个线程的主要原因是：许多应用程序都要求能立即执行多项操作，把运行在准并行上下文中的应用程序分解成多个单独的线程，程序设计模型就变得更简单了。通过添加线程，操作系统提供了一个新特性：并行实体能共享一个地址空间和他们的所有数据，这是执行并发的必要条件。

（2）进程和线程的不同在于，线程共享一个地址空间，而进程拥有单独的地址空间。

（3）CPU时间。线程是CPU可执行调度的最小单位。也就是说，进程本身不能获得CPU时间，只有它的线程才可以。线程通过它的工作变量和栈来存储CPU寄存器的信息。栈包含与函数调用相关的数据，在每个函数被调用但尚未返回时，为其创建一个框架。线程可以再CPU上执行，而进程则不可以。但是，进程至少必须有一个线程，通常把这个线程成为主线程。因此，说在CPU上执行的进程时，指的是进程中的主线程。进程用于分组资源，线程是在CPU上调度执行的实体。在同一个进程环境中可以执行多个线程，多个线程并行执行在一个进程上下文中，与在一个计算机中并行运行的多个进程相同。

## 3. 进程使用过程中的相关API函数 ##

CreateProcess()函数用于创建一个新进程和其主线程，新进程在主进程的安全上下文中运行。

操作系统为进程分配进程标识用于符。进程标识符用于标识进程，在进程终止之前有效。或者，对于一些API（OpenProcess()函数），进程标识符用于获取进程的句柄。最初线程的线程标识符由进程分配，该标识符可用于在OpenThread()函数中打开一个线程句柄。线程标识符在线程终止前有效，可以作为系统中线程的卫衣标识。这些标识符都返回PROCESS\_INFORMATION结构。

终止进程较好的做法是调用ExitProcess()函数，因为它会给所属进程的所有DLL搜发送一条即将终止的消息。而关闭进程的其他方法就不会这样做（如，TerminateProcess() API）。注意，只要进程中只要有一个线程调用ExitProcess()函数，该进程的其他线程都会立即终止，根本没有机会执行其他代码（包括相关DLL的线程终止代码）。

## 4. 共享内存——临界区 ##

程序中能被访问共享内存的部分叫做临界区（critical section）。为了必满竞态条件，必须确保一次只能有一个进程进入临界区。要使用共享数据，必须要处理好下面的4个条件。

（1）不允许同时有两个进程在临界区内

（2）不得对CPU的速度或数量进程假设

（3）在临界区外运行的进程阻碍其他进程

（4）不得由任何进程处于永远等待进入临界区

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