使用数据结构简单模拟进程的创建|销毁|阻塞|唤醒

2021-11-06

使用数据结构模拟操作系统中进程的状态转换

手写需要创建一个PCB链表
由于jsvascript中没有链表数据结构需要手动自己封装一个

/**
 * 链表数据结构List
 * 由于node.js中没有链表数据结构，需要自己封装
 */
class List {
    constructor() {
        this.head = null
        this.length = 0
    }
    // append 向链表中添加元素
    apppend(val) {
        let newNode = new Node(val)
        if(this.length === 0) {
            this.head = newNode            
        }else {
            let current = this.head
            while(current.next) {
                current = current.next
            }
            current.next = newNode
        }
        this.length += 1
    }
}

/**
 * List中每一项的数据类型
 */
class Node {
    constructor(data) {
        this.data = data
        this.next = null
    }
}

有了链表数据结构就可以创建PCB链表了

// 创建PCB链表
let pcbList = new List()
// 给PCB链表中随便添加几个空位置
for(let i = 0; i  < 10; i++) {
    pcbList.apppend(null)
}
// 此时pcb链表里有10个元素 而且都是空的 当创建进程使 就可以把进程添加进pcb链表中了

操作系统中的两个队列,这里使用数组来模拟,也可以使用Queue数据结构(只不过javascript本身没有这种数据结构,也同样需要自己模拟)

// 等待队列
let waitQueue = []
// 就绪队列
let readyQueue = []

模拟创建进程此时需要遍历PCB链表看是否有空的位置可以添加进程,如果有就创建进程,并把该进程添加到就绪队列里面,返回该进程的id号,没有返回创建失败(暂时没做)

/**
 * 创建一个进程 并返回该进程id
 * @returns pcbid
 */
function create() {
    let current = pcbList.head
    // 遍历PCB链表 
    while(current) {
        // 遇到空
        if(current.data == null) {
            // 初始化相关数据 进程id 进程状态status:ready 就绪状态
            current.data = {
                pcbid: random(),
                status: 'ready'
            }
            // 入就绪队列
            readyQueue.push(current)
            return current.data.pcbid
        }else {
            current = current.next
        }
    }
}

删除进程(给出一个进程的id号,从pcb链表种删除该进程并查询此进程是否在等待队列和就绪队列里,如果在,也要从队列种删除,删除成功返回true,否则返回false)

/**
 * 传入一个pcbid  从PCB链表中删除该进程
 * @param pcbid
 * @returns Boolean
 */
function remove(pcbid) {
    let current = pcbList.head
    // 遍历PCB链表 
    while(current) {
        // 查询到此进程  这里没有判断是否存在子进程。
        if(current.data.pcbid == pcbid) {
            // 如果等待队列 或者 就绪队列中也存在该进程，也同样需要删除
            readyQueue = readyQueue.filter(item => item.data.pcbid !== pcbid )
            waitQueue =  waitQueue.filter(item => item.data.pcbid !== pcbid)
            // 释放相关资源
            current.data = null
            return true
        }else {
            current = current.next
        }
    }
    // 没有找到此进程
    return false
}

阻塞某一个进程(给出进程号,把该进程转化为阻塞状态,并添加就等待队列种)

/**
 * 传入pcbid 阻塞某个进程 
 * @returns Boolean 
 */
function block(pcbid) {
    //1. 保存当前cpu现场
    //2. 把该进程的状态  status 置换为 阻塞状态
    //2.1 先找到该进程
    let current = pcbList.head
    // 遍历PCB链表 
    while(current) {
        // 查询到此进程
        if(current.data.pcbid == pcbid) {
            // 置换状态 ready --> block 
            current.status = 'block'
            // 将该进程放进等待队列
            waitQueue.push(current)
            // 还需要将ready队列里记录的此进程同时删除
            readyQueue =  readyQueue.filter(item => item.data.pcbid !== pcbid )
            return true
        }else {
            current = current.next
        }
    }
    // 没有找到此进程
    return false
}

唤醒某个进程(给出进程号,从等待队列里唤醒该队列,把该队列的状态改为就绪状态,并添加进就绪队列)

/**
 * 传入pcbid 唤醒某个进程
 * @returns Boolean
 */
function weakeup(pcbid) {
    // 去等待队列里面找到该进程
    let _pcb = waitQueue.find(item => {
        return item.data.pcbid === pcbid
    })
    // 把该进程的status改为ready 并添加进readyQueue中
    _pcb.data.status = 'ready'
    // 从waitQueue中删除
    waitQueue = waitQueue.filter(item => item.data.pcbid !== pcbid)
    // 添加进readyQueue中
    readyQueue.push(_pcb)
}

进程挂起(没有理解,暂时不太会写)
进程释放(没有理解,暂时不太会写)
工具函数(生成随机数用来表示进程号,进程和使不可以重复的)

/**
 * random 工具函数 生成随机数(0~100) 随机生成进程号
 * @return Number
 */
function random() {
    return Math.random() * 100
}

测试代码

//test
//创建进程
const id1 =  create()
const id2 =  create()

// 删除进程
// remove(id2)

//进程阻塞
block(id2)

// 唤醒进程
// weakeup(id2)

console.log(pcbList);
console.log('就绪队列:',readyQueue);
console.log('等待队列',waitQueue);

大概就是这样…..