Prozesszustände (1a)

Transkript

1 Prozesszustände (1a) NOT EXISTING DELETED CREATED Meta-Zustand (Theoretische Bedeutung)

2 Prozesszustände Multiuser Umfeld (1c) Hintergrund-Prozess - der Prozess startet im Hintergrund - my-commandbin & - der Prozess läuft dann im Vordergrund Er wird im Betrieb mit CTRL-Z gestoppt und kann danach in der Shell mit bg (background) in den Hintergrund geschickt werden (fg - foreground) nice, renice setzt Prozess-Prioritäten nice important_jobbin (Priorität erhöhen) nice my_fancy_screensaverbin (Priorität senken) my-commandbin while kill STOP %%; do sleep 4; kill CONT %%; sleep 1;done

3 Prozessverwaltung (2a) Programm: der Programmtext als installiertes Binary Prozess: Ressource des Betriebssystems in der eine Instanz eines Programms läuft Ein einmalig vorliegendes Programm kann mehrfach, dh in mehreren Prozessen ausgeführt werden Task/Job: Begriff um einen Prozess zu beschreiben, der von einer bestimmten Shell aus gestartet wurde und von BS eindeutig identifizierbar ist Task ist mit jeweils einem Prozess assoziiert Job kann mehrere Prozesse bezeichnen, die im demselben Kontext laufen, zb eine Anwendung Kernel-Level-Thread: Ressource des Betriebssystems, dh der Kern kümmert sich um die Ressourcen-Vergabe und das präemptive Scheduling User-Level-Thread: ein per Programmbibliothek eingebundener Scheduler ermöglicht einem Prozess selber mehrere Threads zu verwalten Das Programm muss zur Unterbrechung der Threads und zum Wechsel der Kontrolle geeignete Maßnahmen ergreifen und ein kooperatives Scheduling selbst durchführen Mischformen: LWPs unter Solaris bilden ohne den Overhead vollwertiger und damit schwergewichtiger Prozesse User-Level-Threads auf einen Pool von Kernel-Level-Threads ab Dies vereint das einfache Management der User-Level- Threads mit den, einem Betriebssystem vorbehaltenen, präemptiven Fähigkeiten

4 Prozessverwaltung Kernel/User Mode (2b): Stabilität Datenschutz Abstraction/Management Kernel-Prozesse / Benutzer-Prozesse Schutz (2c): Prozessor / MMU Unterstützung Trennung von Segmente/Pages in unterschiedlichen Bereichen Privilegierung Flags 4 Stufen 3 Normal; (0-2) Superuser Assembler Sonderbefehle Prozesswechsel (2d): Interrupts Prozessorunterstützung!!! Parameteraustausch zw Kernel und User Speicher nur durch Kopien

5 Wechsel zum Kernel-Mode Call-Gates (2d) 0 2: 3: CallGate auf Seg 2, Offset Funk 24 4: Segment-Deskriptor-Tabelle Korrekte Einsprungspunkte Segment 2, PL0, Kernel Longjump über CallGate LONG JMP 3: Segment 4, PL3, User MAX Beliebiges Longjump - FALSCH

6 Speicherverwaltung (3a) Logischer Speicher (Benutzer Sicht) Physikalischer Speicher Segment Page Logischer Speicher = 1 Segment Flat Segmentation

7 Speicherverwaltung (3b) Segment Logischer Speicher (Benutzer Sicht) Physikalischer Speicher Page Proz A Proz B

8 Koordinierung konkurrierender Zugriff (4a) public class Count extends Thread { static int value=0; //gezählte Wert boolean reader=false; //Unterscheidung zw Leser und Schreiber static Object barrier = new Object(); //Semaphor-Rolle Count(boolean reader) { thisreader=reader; public void run() { while(true) { synchronized(barrier) { //warten an der Barriere, synchronized = kritischen Bereich if (reader) { //Ist das der Leser Thread? Systemoutprintln("value is "+value); value=0; else value++;//wenn das der Schreiber ist //Der Leser schläft, um den Schreiber Zeit zum schreiben zu geben if (reader) try {sleep(1000); catch(interruptedexception e) { eprintstacktrace(); public final static void main(string[] args) throws Exception { new Count(true)start(); //Leser Thread new Count(false)start(); //Schreiber Thread synchronized(barrier) {barrierwait(); //Objekt mit Semaphor-Rolle

9 public class Semaphore { boolean s; //Semaphor Variable Java Semaphor 1 (4c) public Semaphore { // Semaphor Variable wird über Semaphore -Objekt gesteuert s = true; // Semaphor Eingang synchronized public void P() { while (s == false){ try { wait(); catch (InterruptedException e) { s = false; // Semaphor Ausgang synchronized public void V() { s = true; notify(); //weckt alle wartenden Prozesse

10 Java Semaphor 2 (4c) public class Semaphore { int s; public Semaphore { s = 1; synchronized public void P() { while (s <= 0){ try { wait(); catch (InterruptedException e) { s = s - 1; synchronized public void V() { s = s + 1; notify();//weckt einen, der wartenden Prozesse

11 Java PV-Semaphor (4c) public class ChunkSemaphore { int s; //Semaphor Variable public ChunkSemaphore(int initial) { s = initial; // Semaphor Eingang synchronized public void P(int k) throws InterruptedException { while (s - k <= 0) wait(); // Semaphor ist komplett besetzt - warten s = s - k; // Semaphor dekrementieren // Semaphor Ausgang synchronized public void V(int k) { s = s + k; // Semaphor inkrementieren notifyall();// weckt alle wartenden Prozesse