操作系统 Linux下的进程

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Linux的进程

Linux进程的两种运行模式

  • 在Linux里,一个进程既可以运行用户程序,又可以运行操作系统程序。当进程运行用户程序时,称其为处于“用户模式”;当进程运行时出现了系统调用或中断事件,转而去执行操作系统内核的程序时,称其为处于“核心模式”。
  • 在Linux里处理机就具有两种运行状态:核心态和用户态。

Linux下进程概念及特征

(1)、在Linux里,把进程定义为“程序运行的一个实例”
(2)、进程一方面竞争并占用系统资源(比如设备和内存),向系统提出各种请求服务;进程另一方面是基本的调度单位,任何时刻只有一个进程在CPU上运行。

Linux进程实体的组成

Linux中,每个进程就是一个任务(task),一般具有以下四个部分:
(1)进程控制块(在Linux里,也称为进程描述符。)。
(2)进程专用的系统堆栈空间;
(3)供进程执行的程序段(在Linux里,称为正文段);
(4) 进程专用的数据段和用户堆栈空间

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Linux的进程控制块——进程描述符

在Linux中,进程的进程描述符是一个结构类型的数据结构:task_struct。

进程描述符组成内容
  • 进程标识(pid);
  • 进程状态(state);
  • 进程调度信息,包括调度策略(policy)、优先级别(priority和rt_priority)、时间片(counter)等;
  • 接收的信号(*sig);
  • 进程家族关系;
  • 进程队列指针;
  • CPU的现场保护区;
  • 与文件系统有关的信息。

Linux的进程状态

Linux的进程可以有五种不同的状态

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进程状态

  • 可运行状态
  • 可中断状态
  • 不可中断状态
  • 暂停状态
  • 僵死状态

进程的创建与撤销

  • Linux中的每个进程,都有一个创建、调度运行、撤销死亡的生命期。 Linux系统中的各个进程,相互之间构成了一个树型的进程族系。

Linux的进程调度

Linux的进程调度类型

  • 在Linux中,进程调度被分为实时进程调度非实时进程调度两种。

Linux进程描述符中与调度有关的字段

  • Linux进程描述符中,有四个字段与进程调度有关,它们是:policy、priority、rt_priority和counter。

Linux的三种进程调度策略

  • Linux进程描述符中的policy字段,可以取三个值:SCHED_FIFO、SCHED_RR以及SCHED_OTHER。
    (1)SCHED_FIFO——实时进程的先进先出调度策略
    (2)SCHED_RR——实时进程的轮转调度
    (3)SCHED_OTHER——非实时进程的轮转调度

Linux的等待队列

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Linux进程间的通信—消息队列

  • 消息队列是进程间的一种异步通信方法。所谓“异步”,即发送消息的进程在消息发出之后,不必等待接收进程做出反应,就可以去做其他的事情了。
"消息"的数据结构

Linux中的每个消息,由两个部分组成:消息头和消息缓冲区。
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消息队列的数据结构

Linux消息队列是struct msqid_ds型的数据结构。

消息队列表的数据结构

进程间借助消息队列来传递数据,因此系统中可以建立多个消息队列。Linux是通过“消息队列表”来管理所有消息队列的。
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有关消息队列的系统调用
  • 创建一个新的消息队列:newque( )
  • 删除一个消息队列:freeque( )
  • 向一个消息队列发送一条消息:msgsnd( )
  • 从一个消息队列中接收一条消息:msgrcv( )

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