第11課-linux進(jìn)程管理培訓(xùn)課件

1、LINUX進(jìn)程管理(V2014)：本課件及其印刷物、的歸國嵌所有，并保留所力：任何單位或個人動。已經(jīng)取得。國嵌的，應(yīng)在，不得使用該課件及其印刷物、從事商業(yè)、教學(xué)活范圍內(nèi)使用，并注明“來源：國嵌”。上述者，其課程索引1. Linux進(jìn)程要素1.1進(jìn)程與程序程序存放在磁盤上的一系列代碼和數(shù)據(jù)的可執(zhí)行映像，是一個的實(shí)體進(jìn)程是一個執(zhí)行中的程序,它是動態(tài)的實(shí)體1.2進(jìn)程四要素1. 有一供其執(zhí)行。這不一定是某個進(jìn)程所專有，可以與其他進(jìn)程共用。2. 有進(jìn)程的內(nèi)核空間堆棧。在內(nèi)核中有一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即通常所說的“進(jìn)程控制塊”。有了這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，進(jìn)程才能成為內(nèi)核調(diào)度的一個基本接受內(nèi)核的調(diào)度。1.2進(jìn)程四要素4.有

2、獨(dú)立的用戶空間。Y有獨(dú)立的用戶空間？進(jìn)程有共享的用戶空間？Y用戶線程N(yùn)內(nèi)核線程1.3 Linux進(jìn)程狀態(tài)1.3 Linux進(jìn)程狀態(tài)1.3 Linux進(jìn)程狀態(tài)1. TASK_RUNNING進(jìn)程正在被CPU執(zhí)行，或者已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，隨時可以執(zhí)行。當(dāng)一個進(jìn)程剛被創(chuàng)建時，就處于TASK_RUNNING狀態(tài)。2. TASK_ERRUPTIBLE處于等待中的進(jìn)程，待等待條件為真時被喚醒，也可以被信號或者中斷喚醒。1.3 Linux進(jìn)程狀態(tài)3. TASK_UNERRUPTIBLE處于等待中的進(jìn)程，待資源有效時喚醒，但不可以由其它進(jìn)程通過信號(signal)或中斷喚醒。4. TASK_KILLABLELinux

3、2.6.25新引入的進(jìn)程睡眠狀態(tài)，原理類似于TASK_UNERRUPTIBLE，但是可以被致命信號(SIGKILL)喚醒。1.3 Linux進(jìn)程狀態(tài)5. TASK_TRACED正處于被調(diào)試狀態(tài)的進(jìn)程。進(jìn)程退出時(調(diào)用do_exit)，所處的狀態(tài)。1.4 Linux進(jìn)程描述在Linux內(nèi)核代碼中，線程、進(jìn)程都使用結(jié)構(gòu)task_struct(sched.h)來表示，它包含了大量描述進(jìn)程線程的信息，其中比較重要的有：_t; /進(jìn)程號e; /進(jìn)程狀態(tài)long sprio; /進(jìn)程優(yōu)先級2.進(jìn)程調(diào)度2.1調(diào)度從就緒的進(jìn)程中選出最適合的一個來執(zhí)行。學(xué)習(xí)調(diào)度需要掌握哪些知識點(diǎn)？1、調(diào)度策略2、調(diào)度時機(jī)3、調(diào)

4、度步驟2.1調(diào)度策略SCHED_NORMAL(SCHED_OTHER):普通的分時進(jìn)程SCHED_FIFO :先入先出的實(shí)時進(jìn)程時間片輪轉(zhuǎn)的實(shí)時進(jìn)程SCHED_BATCH:批處理進(jìn)程SCHED_IDLE:行的進(jìn)程只在系統(tǒng)空閑時才能夠被調(diào)度執(zhí)2.2調(diào)度時機(jī)什么時候發(fā)生調(diào)度？即schedule()函數(shù)什么時候被調(diào)用？2.2調(diào)度時機(jī)-主動式在內(nèi)核中直接調(diào)用schedule()。當(dāng)進(jìn)程需要等待資源等而暫時停止運(yùn)行時，會把自己的狀態(tài)置于掛起（睡眠），并主動請求調(diào)度，讓出CPU。范例:1.2.current-sschedule();e = TASK_ERRUPTIBLE;2.2調(diào)度時機(jī)-式式調(diào)度又名：搶占

5、式調(diào)度。分為：用戶態(tài)搶占(Linux2.4、Linux2.6)和內(nèi)核態(tài)搶占(Linux2.6)。2.2調(diào)度時機(jī)-用戶態(tài)搶占用戶搶占發(fā)生在：從系統(tǒng)調(diào)用返回用戶空間。從中斷處理程序返回用戶空間。內(nèi)核即將返回用戶空間的時候，如果need_resched標(biāo)志被設(shè)置，會導(dǎo)致schedule()被調(diào)用，即發(fā)生用戶搶占。當(dāng)某個進(jìn)程耗盡它的時間片時，會設(shè)置need_resched標(biāo)志當(dāng)一個優(yōu)先級更高的進(jìn)程進(jìn)入可執(zhí)行狀態(tài)的時候，也會設(shè)置need_resched標(biāo)志。2.2調(diào)度時機(jī)-內(nèi)核態(tài)搶占用戶態(tài)搶占缺陷進(jìn)程/線程一旦運(yùn)行到內(nèi)核態(tài)，就可以一直執(zhí)行，直到它主動放棄或時間片耗盡為止。這樣會導(dǎo)致一些非常緊急的進(jìn)程或線

6、程將長時間得不到運(yùn)行，降低整個系統(tǒng)的實(shí)時性。改進(jìn)方式允許系統(tǒng)在內(nèi)核態(tài)也支持搶占，更高優(yōu)先級的進(jìn)程/線程可以搶占正在內(nèi)核態(tài)運(yùn)行的低優(yōu)先級進(jìn)程/線程。2.2調(diào)度時機(jī)-內(nèi)核態(tài)搶占內(nèi)核搶占可能發(fā)生在：中斷處理程序完成，返回內(nèi)核空間之前。當(dāng)內(nèi)核代碼再一次具有可搶占性的時候，如及使能軟中斷等。2.2調(diào)度時機(jī)-內(nèi)核態(tài)搶占在支持內(nèi)核搶占的系統(tǒng)中，某些特例下是不允許搶占的：內(nèi)核正在運(yùn)行中斷處理。內(nèi)核正在進(jìn)行中斷上下文的Bottom Half(中斷的底半部)處理。硬件中斷返回前會執(zhí)行軟中斷，此時仍然處于中斷上下文中。進(jìn)程持有自旋鎖、讀寫鎖等當(dāng)持有這些鎖時，不應(yīng)該被搶占，否則由于搶占將可能導(dǎo)致其他進(jìn)程長期得不到鎖，而讓系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)。內(nèi)核正在執(zhí)行調(diào)度程序Scheduler。搶占的原因就是為了進(jìn)行新的調(diào)度，沒有理由將調(diào)度程序搶占掉再運(yùn)行調(diào)度程序。2.2調(diào)度時機(jī)-搶占計數(shù)為保證Linux內(nèi)核在以上情況下不會被搶占，搶占式內(nèi)核使用了一個變量preempt_count，稱為內(nèi)核搶占計數(shù)。這一變量被設(shè)置在進(jìn)程的thread_info結(jié)構(gòu)每當(dāng)內(nèi)核要進(jìn)入以上幾種狀態(tài)時，變量preempt_count就加1，指示內(nèi)核不允許搶占。每當(dāng)內(nèi)核從以上幾種狀態(tài)退出時，變量pr