進程是操作系統中資源分配和調度的基本單位，而線程是進程的組成部分，它代表了一條順序的執行流。
1、進程的出現
目的：爲了使多個程序能併發執行，以提高資源的利用率和系統的吞吐量。
2、進程組成
進程由 3 個部分組成，分別是程序代碼、數據集和棧、進程控制塊（Process Control Block）。
各自的作用如下：
- 程序代碼：描述了進程需要完成的功能。
- 數據集、棧：程序在執行時所需要的數據和工作區。
- 進程控制塊（PCB）：包含進程的描述信息和控制信息，它是進程存在的唯一標識。
3、調度算法（如何進行資源競爭）
進程之間需要競爭資源，一般都是競爭 CPU 資源，因爲 CPU 運行速度太快了，其他介質都趕不上。
1、FCFS（先來先服務）
最先進入就緒隊列的進程，先運行，運行到完成或者阻塞時，再重新調度。一般情況下，這種調度算法會和優先級策略結合，比如每個優先級一條隊列，每條隊列中的調度都使用 FCFS。
特點：簡單、比較偏於長進程、相對於其他調度算法平均週轉時間長。
2、RR（輪轉）
Round Robin（輪轉）：進程按提交順序存在就緒隊列，依次輪流佔用 CPU 資源，運行一段固定的時間，時間到後如果還沒執行完，就繼續進入就緒隊列隊尾，排隊等待下次執行。
特點：公平、對進程的響應時間較短。
3、SPN
Shortest Process Next（最短進程優先）：將預期佔用運行時間最短的進程優先執行，直到運行完成或阻塞時，再重新調度。
特點：有利於短進程。
4、SRT
Shortest Remaining Time（最短剩餘時間優先）：新進程進來時，如果新進程的預計運行時間比當前進程的剩餘運行時間更短，就搶佔當前進程，
特點：有利於短進程，和 SPN 的差別在於搶佔這個一點，因爲搶佔，所以效率會比 SPN 好一些。
5、HRRN
Highest Response Ratio Next（最高響應比優先）：當前運行的進程完成或者阻塞時發生調度，每次調度前，計算所有就緒進程的響應比，響應比高的進程優先運行。
響應比公式如下所示：
特點：有利於短進程，服務時間相同的進程，先來的服務會優先執行，長進程因爲在等待的過程中，優先級越來越高，所以不會一直不執行。
6、FB反饋
Feedback （反饋）：由多個就緒隊列組成的反饋機制，它有如下規則：
- 在同一個隊列的進程，按 FCFS 算法調度，最後一個就緒隊列按 RR 算法調度；
- 優先級越高的隊列，時間片越小；
- 進程在一個時間片內未運行完，則降到下一個隊列末尾；
- 只有上級隊列無就緒進程時，才運行本級就緒隊列，本級就緒隊列無進程時，才運行下級就緒隊列，以此類推
進程執行過程如下圖所示
特點：短進程有非常大的優勢，排在前面的隊列都是時間較短的。
以上就是幾個搶佔資源的調度算法的說明。
進程狀態
上面我們講到，進程之間是在競爭資源，得到資源就運行，沒得到就等待，這個需要有狀態來維護，像很多系統一樣，需要一個狀態機。
三態圖
三態圖也是描述進程狀態最簡單最基礎的圖，它包含了進程的最基本的 3 個狀態，分別是：就緒態、運行態和阻塞態。
Read（就緒態）：進程已得到除 CPU 以外的其他所需資源。
Running（運行態）：進程的指令正被執行。
Blocked（阻塞態）：進程正等待資源或某事件發生。
就緒態的進程在被調度的時候，進入了運行態，如果時間片運行完或者有更高級別進程搶佔資源，則變成就緒態等待再次被調度；如果發生事件（比如 IO 事件），則從運行態轉到阻塞態，進入阻塞態的進程只能等待事件解除重新進入就緒態。
五態圖
基於三態圖，新增了 2 個狀態，分別是：新建態和退出態。
New（新建態）：進程正被創建。分配內存後將被設爲就緒態。
Exit（退出態）：進程已正常結束或出現異常結束。回收資源。
新進程剛創建還沒有分配資源的時候是新建態，等到分配了資源，被加載後就進入就緒態。當進程運行完後，就從運行態進入退出態。
執行模式
指令分爲特權指令（只能由操作系統內核使用的指令）和非特權指令（只能由用戶程序使用的指令），因爲指令有特權和非特權之分，所以 CPU 也分爲 2 種執行模式：系統態（可以執行所有指令，使用所有資源以及改變 CPU 狀態）和用戶態（只能執行非特權指令）。
CPU 的系統態和用戶態之間的切換。
進程間通訊
當進程之間需要數據傳輸、共享數據時，進程間就需要互相通訊，通訊方式有如下幾種，這裏只是簡單概括一下，不展開講，咱的重點在於多線程，進程咱們簡單瞭解一下就可以，感興趣的同學可以根據要點進行深入學習。
1、管道（Pipe）
管道是半雙工通訊，數據是單向流動，要建立進程間互相通訊，則需要 2 個管道，這種通訊方式只能在親戚關係的進程間使用，比如父子進程。
2、信號量（Semophore）
信號量相當於計數器，利用它來控制多個進程訪問共享資源，當一個進程A在訪問共享資源時，信號量防止其他進程來訪問，只有當進程A不訪問共享資源了，其他進程才能訪問。
信號量用於實現進程間的互斥與同步，而不是用於存儲進程間通信數據。
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信號量用於進程間同步，若要在進程間傳遞數據需要結合共享內存。
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信號量基於操作系統的 PV 操作，程序對信號量的操作都是原子操作。
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每次對信號量的 PV 操作不僅限於對信號量值加 1 或減 1，而且可以加減任意正整數。
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支持信號量組
3、消息隊列（Message Queue）
消息隊列，是消息的鏈接表，存放在內核中。一個消息隊列由一個標識符（即隊列ID）來標識。
消息隊列是存放在內核中的鏈表，可以有多個進程對這個鏈表進行寫入和讀取，它解決了信號傳遞信息少、管道只能傳輸無格式字節流和緩衝區大小受限的缺點。
4、共享內存（Shared Memory）
共享內存即爲一段能被其他進程訪問的內存，多個進程訪問同一個內存，達到了通訊的效果。
