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进程状态与转换
2026 大纲 二（一）2 进程/线程的状态与转换。
一个进程此刻在干什么，只有三种可能
上一节把进程这个对象立起来了。可 OS 要管它，光有对象不够—— 得随时知道它现在处于什么处境，才能决定要不要给它 CPU。
处境看着五花八门（在算、在等键盘、在等内存、刚被创建、刚跑完）， 但用两个追问就能把它们全部收拢：
第一问：它现在占着 CPU 吗？ 占着 → 运行态。
第二问（不占 CPU 的那些）：除了 CPU，它还缺别的东西吗？ 什么都不缺、只等 CPU → 就绪态；还在等别的（I/O 完成、某个信号量、 某块内存）→ 阻塞态。
三个状态就是这两个追问的三个答案，一个不多一个不少。 再补上"正在被创建、还没准备好"的创建态和"跑完了、等着被回收"的终止态， 就是五状态模型。
状态本身不难，难的是转换——哪些转换合法、由什么事件触发。 这里有两条最容易搞混的分界，先立在前面：
"就绪 → 阻塞"永不发生。 阻塞的意思是"我发出了一个请求、要等结果"， 而只有正在运行的进程才发得出请求。就绪态的进程连 CPU 都没有， 它什么也做不了，自然也无从等起。
"阻塞 → 运行"也永不发生。 等待的事件完成时，进程被唤醒成就绪态， 但它得排队等调度程序挑中它才能上 CPU。唤醒和调度是两件事。
交互可视化
一、五状态模型与六条合法转换
| 转换 | 触发条件 | 由谁完成 | 前提 |
|---|---|---|---|
| 创建→就绪 | 系统完成创建，资源分配到位 | 操作系统（创建原语） | 内存等资源允许 |
| 就绪→运行 | 调度程序选中该进程 | 调度程序 | — |
| 运行→就绪 | 时间片用完，或被更高优先级进程抢占 | 操作系统/调度程序 | 必须是抢占式调度 |
| 运行→阻塞 | 主动请求等待某事件（I/O、P 操作、申请资源失败） | 进程自身（主动） | 进程必须正在运行 |
| 阻塞→就绪 | 所等事件已发生（I/O 完成、V 操作） | 操作系统/中断处理程序（被动） | — |
| 运行→终止 | 正常结束、异常结束或被外界终止 | 进程自身/操作系统 | — |
时间片轮转、抢占式优先级这类算法必然是抢占式的，先来先服务、非抢占式短作业优先里不会出现"运行→就绪"。抢占与非抢占的分界见 调度的基本概念与目标。
二、挂起与七状态模型
挂起（Suspend）是把进程换出到外存、使之处于静止状态的操作，与之对应的是激活（Active）。四类发起者的具体场景：
| 发起者 | 场景 |
|---|---|
| 终端用户 | 用户发现自己程序运行可疑，希望暂停下来研究执行情况或修改程序 |
| 父进程请求 | 父进程要查看、修改某个子进程，或协调各子进程的活动 |
| 负荷调节的需要 | 系统负荷过重、已影响到实时任务的响应时，把不重要的进程挂起以保证系统正常运行 |
| 操作系统的需要 | OS 要检查资源使用情况或进行记账；以及虚拟存储系统中内存吃紧，把进程换出外存 |
引入挂起后，原来的就绪态和阻塞态各自按"在不在内存、参不参与调度"分裂成两个。"活动/静止"是汤小丹教材的命名，"挂起就绪/挂起阻塞"是另一种常见叫法，指的是同一批状态——两套名字都要认得：
| 教材命名 | 别称 | 含义 |
|---|---|---|
| 活动就绪 Readya | 就绪 | 未被挂起的就绪态，在内存中，可以接受调度 |
| 静止就绪 Readys | 挂起就绪 | 已被挂起，进程映像在外存，不再被调度执行 |
| 活动阻塞 Blockeda | 阻塞 | 未被挂起的阻塞态，在内存中等事件 |
| 静止阻塞 Blockeds | 挂起阻塞 | 已被挂起，进程映像在外存，同时还在等事件 |
图源：汤小丹《计算机操作系统》图 2-8 具有创建、终止和挂起状态的进程状态图，印刷 p39
对着图把完整的边清单过一遍（前四条直接由 Suspend / Active 两个原语给出）：
| 转换 | 什么时候发生 |
|---|---|
| 活动就绪 → 静止就绪 | 挂起 |
| 静止就绪 → 活动就绪 | 激活（换入内存） |
| 活动阻塞 → 静止阻塞 | 挂起 |
| 静止阻塞 → 活动阻塞 | 激活 |
| 执行 → 静止就绪 | 正在运行的进程被挂起（如用户或父进程发出 Suspend） |
| 活动阻塞 → 活动就绪 | 事件完成（这就是五状态里的"阻塞→就绪"） |
| 静止阻塞 → 静止就绪 | 进程在外存期间，它等待的事件完成了 |
| 创建 → 活动就绪 | 系统性能和内存容量都允许，创建工作全部完成，直接进内存待调度 |
| 创建 → 静止就绪 | 考虑当前资源状况与性能要求，不给新建进程分配主存，先放外存、不参与调度——此时创建工作尚未完成 |
三、线程的状态与转换
| 线程库支持的线程（用户级线程） | 内核支持的线程（内核级线程） | |
|---|---|---|
| 谁维护线程状态 | 用户空间的线程库 | 内核 |
| 内核眼里的调度对象 | 只有进程 | 每个线程 |
| 一个线程执行阻塞式系统调用 | 内核不知道有线程，把整个进程置为阻塞态；同进程其余线程即使在线程库里记着"就绪"，也拿不到 CPU | 内核只把这一个线程置为阻塞态，同进程的其他线程照样可被调度 |
| 结论 | 一个阻塞，全部阻塞 | 一个阻塞不影响其他 |
两类线程的实现细节见 线程；执行状态转换的那组原语与状态队列的三种组织方式见 进程的组织与控制。
一条含挂起的完整事件序列，逐步走出每次转换与转换次数统计（想在时间轴上看清状态怎么跳时展开）
单处理机系统采用抢占式优先级调度，优先级 P1 > P2 > P3。三个进程创建完成后依次发生：t0 调度程序开始工作；t1 P1 发出 I/O 请求；t2 P1 的 I/O 完成；t3 内存紧张，操作系统挂起 P3；t4 P1 执行完毕；t5 内存恢复充裕，操作系统激活 P3。
| 时刻 | 发生的转换 | 这一步为什么这么走 |
|---|---|---|
| t0 | P1：就绪→运行 | 三个都在就绪队列，抢占式优先级下选优先级最高的 P1 |
| t1 | P1：运行→阻塞 P2：就绪→运行 | I/O 请求只能由正在运行的进程发出，所以是"运行→阻塞"而非"就绪→阻塞"；CPU 空出来必须重新调度，就绪者中 P2 优先级最高 |
| t2 | P1：阻塞→就绪 P2：运行→就绪 P1：就绪→运行 | 事件完成只能把 P1 送回就绪（没有"阻塞→运行"）；P1 优先级高于正在运行的 P2，抢占式下 P2 被踢回就绪；再调度，P1 上 CPU |
| t3 | P3：活动就绪→静止就绪 | 挂起的是就绪态进程，落到静止就绪；P3 本来就没在 CPU 上，不影响运行者 |
| t4 | P1：运行→终止 P2：就绪→运行 | 正常结束；CPU 空出，就绪者中只剩 P2（P3 在静止就绪，不参与调度） |
| t5 | P3：静止就绪→活动就绪 | 激活换入内存，重新参与调度；但 P2 正在运行且此刻无更高优先级者抢它，P2 继续 |
共 10 次状态转换：就绪→运行 4 次、运行→就绪 1 次、运行→阻塞 1 次、阻塞→就绪 1 次、运行→终止 1 次、活动就绪→静止就绪 1 次、静止就绪→活动就绪 1 次。末态：P1 终止、P2 运行、P3 就绪。
把"抢占式"改成"非抢占式"，t2 处 P2 不会被踢下 CPU（没有"运行→就绪"这条边），P1 只能停在就绪态等 P2 让出，转换次数减少 2 次。调度方式是这类推演的隐含前提，题干不写就要自己认出来。
考点速记
- 三状态由两个追问推出：占不占 CPU（运行态）、除 CPU 外资源齐不齐（就绪 / 阻塞）。五状态再补上创建态与终止态。
- ⚠️三类转换永不发生：就绪 → 阻塞（就绪态没有 CPU，发不出请求）、阻塞 → 运行（要先被唤醒成就绪，再等调度）、终止态 → 任何状态。
- ⚠️只有"运行 → 就绪"依赖抢占式调度：时间片用完、被高优先级进程抢占，都是这一条。它不是进程自己让出的——进程主动让出（等 I/O、等信号量）走的是"运行 → 阻塞"。
- "运行 → 阻塞"是进程自己发起的（执行
P操作失败、申请内存失败、启动 I/O 后等待）；"阻塞 → 就绪"是别人唤醒的（I/O 完成、别的进程V了信号量、别的进程退出临界区释放了资源）。 - 唤醒 ≠ 调度：唤醒只是把进程从阻塞队列挪到就绪队列，能不能上 CPU 还要看调度程序。所以"读磁盘操作完成后 OS 必做的是把进程状态改为就绪态"，不是让它立刻运行、也不是调整优先级或时间片。
- 挂起的动因是"要让它静止下来"（用户请求、父进程请求、负载调节、OS 自身需要四类发起者），换出外存只是手段。
- ⚠️挂起与阻塞是正交的两个维度：2×2 组合出活动就绪 / 静止就绪 / 活动阻塞 / 静止阻塞，加上运行、创建、终止构成七状态模型。"挂起"不等于"阻塞"。
- 线程有执行 / 就绪 / 阻塞三态且转换与进程相同，但没有独立的挂起态（挂起是对整个进程的资源操作）。
- 一个线程阻塞会不会拖垮全进程，取决于内核认不认识线程：用户级线程内核不认识 ⇒ 一个阻塞则整个进程阻塞；内核级线程内核认识 ⇒ 只阻塞它自己。
这一节在真题里被考过的形式：
三道题都在考状态转换的触发事件，而且三道题分别对应速记第三、四、五条—— 可以说这一节的全部考法就是"这件事发生后，进程从哪个态到哪个态，由谁发起"。
- 问会导致进程从执行态变为就绪态的事件（2015-25）。答被高优先级进程抢占。⚠️ 另三项（执行
P操作、申请内存失败、启动 I/O 设备）全都是"运行 → 阻塞"——它们的共同点是进程自己发起、然后等一个结果。判据是速记第三、四条：运行→就绪只由抢占引起，运行→阻塞才是进程自己让出的。 - 问读磁盘操作完成后 OS 针对该进程必做的操作（2014-26）。答修改进程状态为就绪态。⚠️ 另三项都是"看起来合理但不必做"：降低优先级、分配用户内存空间、增加时间片——I/O 完成这件事只触发一个动作，就是唤醒。而唤醒的结果是就绪不是运行（速记第五条）。
- 问哪些事件可能将进程唤醒（2019-24）。答 I/O 结束 + 某进程退出临界区两条。⚠️**"当前进程的时间片用完"不能唤醒任何人——它引起的是当前进程从运行变就绪，而唤醒说的是把别的进程从阻塞变就绪。这道题的设计点就是分清"谁的状态变了"**。
复习优先级：必须拿满，判据只有一句——看这件事是"进程自己在等"还是"别人来叫它"： 自己等 ⇒ 运行→阻塞；别人叫 ⇒ 阻塞→就绪；被抢走 ⇒ 运行→就绪。 速记第二条那三类永不发生的转换是判断题的固定素材。 七状态与线程状态至今没单独考过，理解第七、九条即可。
易错：认为"执行 P 操作""申请内存失败""启动 I/O"会让进程变就绪态。它们全都进阻塞态——只有被抢占才是运行→就绪。
易错：认为唤醒后进程立刻运行。唤醒只把它挪到就绪队列，上不上 CPU 要看调度。
易错：认为"时间片用完"会唤醒进程。它让当前进程从运行变就绪，与唤醒别人无关。
易错：认为就绪态可以直接变阻塞态。就绪态没有 CPU，发不出任何请求。
易错：认为阻塞态可以直接变运行态。必须先被唤醒成就绪，再等调度挑中。
易错：把"挂起"当成"阻塞"。两者正交——可以活动阻塞，也可以静止就绪。
易错：认为一个线程阻塞必然拖垮整个进程。取决于内核认不认识线程——内核级线程不会。
教材出处
- 汤小丹《计算机操作系统》2.2.2 进程的基本状态及转换，印刷 p36：就绪、执行、阻塞三种状态的定义，以及"多处理机系统中则有多个进程处于执行状态"
- 汤小丹《计算机操作系统》2.2.3 挂起操作和进程状态的转换，印刷 p38：引入挂起的四类原因（终端用户、父进程请求、负荷调节、操作系统需要）；活动就绪 Readya / 静止就绪 Readys / 活动阻塞 Blockeda / 静止阻塞 Blockeds 的命名与四条转换；"创建→静止就绪"的条件
- 汤小丹《计算机操作系统》图 2-8 具有创建、终止和挂起状态的进程状态图，印刷 p39
- 汤小丹《计算机操作系统》2.7.3 线程的状态和线程控制块，印刷 p78：线程运行的三个状态，"线程状态之间的转换和进程状态之间的转换是一样的"；"在把某个进程挂起时，该进程中的所有线程也都将被挂起"
- 汤小丹《计算机操作系统》2.8.1 线程的实现方式，印刷 p80：用户级线程"当线程执行一个系统调用时，不仅该线程被阻塞，而且进程内的所有线程会被阻塞"
相关知识
进程基本概念｜进程的组织与控制｜调度的基本概念与目标｜线程｜多处理机调度