《操作系统 - 清华大学》 8 -7：进程管理：进程挂起

操作系统中进程挂起知识全解析

在操作系统的学习中，进程挂起是一个重要且复杂的概念，下面详细讲解。

一、进程挂起的概念

进程挂起意味着进程没有占用内存空间。这和内存管理紧密相关，在虚存管理时，进程为给其他进程或程序腾出空间，会把自身部分内存空间转移到硬盘（即swap out），此时进程不再占用内存，这样的进程就是挂起的进程。
总结：进程挂起是因内存管理需要，进程被转移到硬盘而不占用内存空间的状态。

二、进程挂起的两种状态

（一）阻塞挂起状态

阻塞挂起（blocked and suspend）指进程在磁盘上等待某个事件出现。进程既已在磁盘，还在等待特定事件，满足这两个条件就是阻塞挂起状态。
总结：阻塞挂起是进程在磁盘等待特定事件的挂起状态。

（二）就绪挂起状态

就绪挂起状态下，进程本身是就绪态，但整个地址空间内容都在硬盘上。当它被换入内存后会处于就绪执行状态，所以叫就绪挂起。
总结：就绪挂起是就绪态进程地址空间在硬盘，换入内存可执行的挂起状态。

三、进程挂起相关的状态转换

（一）阻塞到阻塞挂起

系统运行时若发现内存空间不足，为保证其他进程正常运行，会把一些阻塞进程转变为阻塞挂起状态，以腾出内存空间。
总结：内存不足时，阻塞进程转变为阻塞挂起进程释放内存。

（二）就绪到就绪挂起

通常就绪进程优先级高于阻塞进程，一般优先选择阻塞进程挂起。但当存在高优先级阻塞进程且可能很快被唤醒时，会选择低优先级的就绪进程，将其变为就绪挂起状态释放内存。
总结：受进程优先级影响，特定情况下低优先级就绪进程会被挂起释放内存。

（三）运行到就绪挂起

在抢占式分时系统中，正在运行的进程若因内存空间不足或有更高优先级进程需要执行，会直接从运行状态变为就绪挂起状态。
总结：抢占式分时系统里，运行进程会因空间或优先级问题变为就绪挂起状态。

（四）阻塞挂起到就绪挂起

处于阻塞挂起状态的进程，若所需事件或资源得到满足，其状态应变为就绪态，但因还在硬盘挂起，实际变为就绪挂起状态，进程资源和内存数据仍存于外存。
总结：阻塞挂起进程资源满足时变为就绪挂起状态，数据仍在外存。

（五）就绪挂起到就绪/阻塞

要执行外存进程时，需将其换入内存。就绪挂起进程会发生状态变化，可能变为就绪态获得CPU执行，也可能变为阻塞态等待资源，这两种状态变化都需将进程内容从硬盘倒回内存。
总结：就绪挂起进程换入内存时会有就绪或阻塞的状态变化，需从硬盘读取内容。

四、操作系统通过PCB管理进程调度

操作系统管理众多进程，如用户进程、服务进程等。其主要工作是选择进程占用CPU执行，并管理进程状态转换。由于同一状态可能有多个进程，所以操作系统通过维护不同队列来管理处于不同状态的进程，如就绪队列管理就绪进程，阻塞队列管理阻塞进程，挂起也有相应队列。进程PCB根据其状态排入相应队列，进程状态变化时，其PCB也在不同队列间切换。这种队列管理方式是操作系统管理进程的重要数据结构。
总结：操作系统用不同队列管理不同状态进程，PCB依状态入队，队列管理是关键。