3 Linux进程管理教学.ppt

* 图3-3 进程状态变化 * 设置当前进程状态 内核调整某个进程的状态： set_task_state(task,state) //将任务task的状态 设置为state 进程上下文 在用户空间执行的代码执行了系统调用或触发某个异常，陷入内核空间，即内核“代表进程执行”并处于进程上下文中 * 进程家族树 所有的进程都是PID为1的init进程的后代，内核在 系统启动的最后阶段启动init进程，该进程读取系统的初 始化脚本并执行其他的相关程序，最终完成系统启动的 整个过程。 除了init之外，所有进程都是由其他进程创建的。 创建新进程的进程称为新进程的父进程，而被创建的进 程称为原进程的子进程。若两个进程都是由同一个进程 创建的，则称这两个进程为兄弟进程。Task_struct结构 中就有进程的父进程指针、兄弟进程指针以及进程的子\ 进程指针。 * * 3.3 进程创建 Unix采用了与众不同的实现方式，它把上述步骤分解到 两个单独的函数中去执行：fork()和exec().首先，fork() 通过拷贝当前进程创建一个子进程。子进程与父进程的 区别仅仅在于PID(每个进程唯一)、PPID(父进程的进程 号，子进程将其设置为被拷贝进程的PID)和某些资源和 统计量(例如挂起的信号，它没有必要被继承)。exec() 函数负责读取可执行文件并将其载入地址空间开始运 行。把这两个函数组合起来使用的效果跟其他系统使用 的单一函数的效果相似。 * 写时拷贝 传统的fork()系统调用直接把所有的资源复制给新创建的 进程。这种实现过于简单并且效率低下。Linux的fork() 使用写时拷贝(copy-on-write)页实现。写时拷贝是一种 可以推迟甚至免除拷贝数据的技术。内核此时并不复制 整个进程地址空间，而是让父进程和子进程共享同一个 拷贝。只有在需要写入的时候，数据才会被复制，从而 使各个进程拥有各自的拷贝。 * fork() Linux通过clone()系统调用实现fork()，再由clone()去调用 do_fork()，定义在kernel/fork.c。再调用copy_process()： ①调用dup_task_struct()为新进程创建内核栈、thread_info结构 和task_struct，这些值与当前进程相同 ②检查当前用户所拥有的进程数目没有超出限值 ③子进程与父进程区分。子进程描述符内的成员被清0或初始化 ④子进程状态被设置为TASK_UNINTERRUPTBLE，不投入运行 ⑤copy_process()调用copy_flags()以更新task_struct的flags成员 ⑥调用alloc_pid()为新进程分配一个有效PID ⑦根据传递给clone()的参数标志，copy_process()拷贝或共享打 开的文件、文件系统信息、信号处理函数、进程地址空间和命 名空间等。 ⑧copy_process()做扫尾工作并返回一个指向子进程的指针 * 3.4 线程在Linux中的实现 线程：提供在同一程序内共享内存地址空间运行的一组线程。线程可以共享打开的文件和其他资源，支持并发程序设计技术。 Linux没有线程的概念，所有进程都当作进程 来实现，没有特别的调度算法或定义特别的数据 结构来表征线程，线程仅视为与其他进程共享某 些资源的进程。线程又称为“轻量级进程”，是一种进程间共享资源的手段。 * 创建线程：在调用clone()的时候需要传递一 些参数标志来指明需要共享的资源： clone(CLONE_VM|CLONE_FS|CLONE_FILES|CLONE_SIGHAND,0) //父子俩共享地址空间、文件系统资源、文件描述符和信号 处理程序 * 内核线程：独立运行在内核空间的标准进程，在后台执行操作。与普通进程间的区别在于内核线程没有独立的地址空间，只在内核空间运行，从不切换到用户空间，可以被调试和抢占。ps –ef可以看到内核线程。 内核线程的创建：内核线程只能由内核线程创建 方法： linux/kthread.h struct task_struct *kthread_create(int(*threadfn(void *data),void *data,const char namefmt[],…)//创建 struct task_struct *kthread_run(int (*threadfn(void *data),void *data,const char n