调度单位 进程 / 线程#
进程状态
进程由 PCB，程序段，数据段组成
进程控制：创建、终止、阻塞 / 唤醒
进程通信：
共享内存，如全局变量，环境变量
消息传递，操作系统提供的进程通信机制
管道通信，Linux 中管道是单向的。
多线程
调度方面，在适配多线程的操作系统中，是基本调度单位
资源方面，分配给进程，而不是线程
多个线程共享同一个地址空间，不同线程不共享地址空间
开销较小
线程具有 执行、就绪、阻塞三种状态，由 TCB 表示
实现上分为内核级线程（操作系统支持的线程），用户级线程（如 Go routine）多线程模型
CPU 调度逻辑#
三层调度：高级调度（作业），从外存中取出作业，建立起相应的 PCB，获得进一步调度的机会（多道批处理中配备，但是其他系统通常没有）中级调度（内存），将暂时不能运行的进程调度到外存中，暂时保存。低级调度（进程），CPU 分配给对应进程，进程不同状态的切换
关系：作业调度创建进程，送入就绪队列，进程调度从中取出执行，中级调度将不能执行的挂起进程放入外存。
调度性能指标：
等待时间
调度实现：排队器、分派器、上下文切换器
调度时机、切换过程
不可调度的情况：中断处理中，位于内核临界区，其他完全屏蔽中断的原子操作中
需要调度的情况：发生引起调度的条件且当前进程无法继续执行（非剥夺），中断处理结束或自陷结束前，被置上请求调度标志（剥夺式调度）
调度方式：非抢占调度，抢占调度（有利于吞吐率、响应时间）
如果没有可调度进程就调度闲逛进程（ilde）
用户级线程调度，由用户线程库决定，内核级线程调度由内核调度，给一个时间片，结束后强制挂起。
调度算法#
FCFS
SJF
优先级调度：抢占式优先级，静态优先级、动态优先级
高响应比优先调度
时间片转轮调度
多级队列调度
多级反馈队列调度
进程切换过程#
上下文切换：
挂起进程，保存 CPU 上下文（寄存器）
更新 PCB
将 PCB 移入队列
选择另外进程，更新 PCB
切换 CPU 上下文，开始执行新进程
同步与互斥#
临界区
同步，A 必须等到 B 做完某操作才可以执行
互斥，A 访问 C 时，B 必须等待 A 结束访问
实现
软件实现：单标志，双标志先检查，双标志后检查，peterson
硬件实现，中断屏蔽，硬件指令 TestAndSet，Swap
互斥锁
信号量 PV
条件变量
管程
生产 - 消费
读者 - 写者
哲学家吃饭
吸烟者问题
死锁#
原因：资源竞争、同步互斥不当
条件：互斥、不剥夺、请求并保持、循环等待
死锁预防：
互斥条件：不可破坏
不剥夺条件：抢占资源（如 CPU，内存），但是不适用于打印机这类资源
请求并保持条件：运行前一次申请所有资源，不满足就不运行，导致饥饿，资源浪费
循环等待条件：顺序资源分配，给资源编号，必须按顺序请求资源，同类资源一次申请完。这种情况编号必须稳定，在资源新增时会被限制，资源浪费
死锁避免：
动态申请，单分配前计算安全性，防止进入不安全状态。如果不会进入不安全状态就分配。
系统按照某种进程推进顺序，分配所需资源，直到满足每个进程最大需求，每个进程都可完成。此时称为一个安全序列，如果无法找到一个安全序列，则是不安全状态。
银行家算法
可用资源向量 Avaliable
进程已分配资源向量 Allocation
进程最大需求资源向量 Max
检测与解除
资源分配图
死锁定理：在分配图中，找出既不阻塞，又不孤点的进程 P，消除分配边和请求边。视为释放了资源，依次做，如果能够消除所有边就称为可完全简化。否则则是出现死锁。
解除：资源剥夺，进程撤销，进程回退（需要还原点）。