① 一文读懂linux任务间调度原理和整个执行过程
在前文中,我们分析了内核中进程和线程的统一结构体task_struct,并分析进程、线程的创建和派生的过程。在本文中,我们会对任务间调度进行详细剖析,了解其原理和整个执行过程。由此,进程、线程部分的大体框架就算是介绍完了。本节主要分为三个部分:Linux内核中常见的调度策略,调度的基本结构体以及调度发生的整个流程。下面将详细展开说明。
Linux 作为一个多任务操作系统,将每个 CPU 的时间划分为很短的时间片,再通过调度器轮流分配给各个任务使用,因此造成多任务同时运行的错觉。为了维护 CPU 时间,Linux 通过事先定义的节拍率(内核中表示为 HZ),触发时间中断,并使用全局变量 Jiffies 记录了开机以来的节拍数。每发生一次时间中断,Jiffies 的值就加 1。节拍率 HZ 是内核的可配选项,可以设置为 100、250、1000 等。不同的系统可能设置不同的数值,可以通过查询 /boot/config 内核选项来查看它的配置值。
Linux的调度策略主要分为实时任务和普通任务。实时任务需求尽快返回结果,而普通任务则没有较高的要求。在前文中我们提到了task_struct中调度策略相应的变量为policy,调度优先级有prio, static_prio, normal_prio, rt_priority几个。优先级其实就是一个数值,对于实时进程来说,优先级的范围是 0 99;对于普通进程,优先级的范围是 100 139。数值越小,优先级越高。
实时调度策略主要包括以下几种
普通调度策略主要包括以下几种:
首先,我们需要一个结构体去执行调度策略,即sched_class。该类有几种实现方式
普通任务调度实体源码如下,这里面包含了 vruntime 和权重 load_weight,以及对于运行时间的统计。
在调度时,多个任务调度实体会首先区分是实时任务还是普通任务,然后通过以时间为顺序的红黑树结构组合起来,vruntime 最小的在树的左侧,vruntime最多的在树的右侧。以CFS策略为例,则会选择红黑树最左边的叶子节点作为下一个将获得 CPU 的任务。而这颗红黑树,我们称之为运行时队列(run queue),即struct rq。
其中包含结构体cfs_rq,其定义如下,主要是CFS调度相关的结构体,主要有权值相关变量、vruntime相关变量以及红黑树指针,其中结构体rb_root_cached即为红黑树的节点
对结构体dl_rq有类似的定义,运行队列由红黑树结构体构成,并按照deadline策略进行管理
对于实施队列相应的rt_rq则有所不同,并没有用红黑树实现。
下面再看看调度类sched_class,该类以函数指针的形式定义了诸多队列操作,如
调度类分为下面几种:
队列操作中函数指针指向不同策略队列的实际执行函数函数,在linux/kernel/sched/目录下,fair.c、idle.c、rt.c等文件对不同类型的策略实现了不同的函数,如fair.c中定义了
以选择下一个任务为例,CFS对应的是pick_next_task_fair,而rt_rq对应的则是pick_next_task_rt,等等。
由此,我们来总结一下:
有了上述的基本策略和基本调度结构体,我们可以形成大致的骨架,下面就是需要核心的调度流程将其拼凑成一个整体,实现调度系统。调度分为两种,主动调度和抢占式调度。
说到调用,逃不过核心函数schele()。其中sched_submit_work()函数完成当前任务的收尾工作,以避免出现如死锁或者IO中断等情况。之后首先禁止抢占式调度的发生,然后调用__schele()函数完成调度,之后重新打开抢占式调度,如果需要重新调度则会一直重复该过程,否则结束函数。
而__schele()函数则是实际的核心调度函数,该函数主要操作包括选取下一进程和进行上下文切换,而上下文切换又包括用户态空间切换和内核态的切换。具体的解释可以参照英文源码注释以及中文对各个步骤的注释。
其中核心函数是获取下一个任务的pick_next_task()以及上下文切换的context_switch(),下面详细展开剖析。首先看看pick_next_task(),该函数会根据调度策略分类,调用该类对应的调度函数选择下一个任务实体。根据前文分析我们知道,最终是在不同的红黑树上选择最左节点作为下一个任务实体并返回。
下面来看看上下文切换。上下文切换主要干两件事情,一是切换任务空间,也即虚拟内存;二是切换寄存器和 CPU 上下文。关于任务空间的切换放在内存部分的文章中详细介绍,这里先按下不表,通过任务空间切换实际完成了用户态的上下文切换工作。下面我们重点看一下内核态切换,即寄存器和CPU上下文的切换。
switch_to()就是寄存器和栈的切换,它调用到了 __switch_to_asm。这是一段汇编代码,主要用于栈的切换, 其中32位使用esp作为栈顶指针,64位使用rsp,其他部分代码一致。通过该段汇编代码我们完成了栈顶指针的切换,并调用__switch_to完成最终TSS的切换。注意switch_to中其实是有三个变量,分别是prev, next, last,而实际在使用时,我们会对last也赋值为prev。这里的设计意图需要结合一个例子来说明。假设有ABC三个任务,从A调度到B,B到C,最后C回到A,我们假设仅保存prev和next,则流程如下
最终调用__switch_to()函数。该函数中涉及到一个结构体TSS(Task State Segment),该结构体存放了所有的寄存器。另外还有一个特殊的寄存器TR(Task Register)会指向TSS,我们通过更改TR的值,会触发硬件保存CPU所有寄存器在当前TSS,并从新的TSS读取寄存器的值加载入CPU,从而完成一次硬中断带来的上下文切换工作。系统初始化的时候,会调用 cpu_init()给每一个 CPU 关联一个 TSS,然后将 TR 指向这个 TSS,然后在操作系统的运行过程中,TR 就不切换了,永远指向这个 TSS。当修改TR的值得时候,则为任务调度。
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在完成了switch_to()的内核态切换后,还有一个重要的函数finish_task_switch()负责善后清理工作。在前面介绍switch_to三个参数的时候我们已经说明了使用last的重要性。而这里为何让prev和last均赋值为prev,是因为prev在后面没有需要用到,所以节省了一个指针空间来存储last。
至此,我们完成了内核态的切换工作,也完成了整个主动调度的过程。
抢占式调度通常发生在两种情况下。一种是某任务执行时间过长,另一种是当某任务被唤醒的时候。首先看看任务执行时间过长的情况。
该情况需要衡量一个任务的执行时间长短,执行时间过长则发起抢占。在计算机里面有一个时钟,会过一段时间触发一次时钟中断,通知操作系统时间又过去一个时钟周期,通过这种方式可以查看是否是需要抢占的时间点。
时钟中断处理函数会调用scheler_tick()。该函数首先取出当前CPU,并由此获取对应的运行队列rq和当前任务curr。接着调用该任务的调度类sched_class对应的task_tick()函数进行时间事件处理。
以普通任务队列为例,对应的调度类为fair_sched_class,对应的时钟处理函数为task_tick_fair(),该函数会获取当前的调度实体和运行队列,并调用entity_tick()函数更新时间。
在entity_tick()中,首先会调用update_curr()更新当前任务的vruntime,然后调用check_preempt_tick()检测现在是否可以发起抢占。
check_preempt_tick() 先是调用 sched_slice() 函数计算出一个调度周期中该任务运行的实际时间 ideal_runtime。sum_exec_runtime 指任务总共执行的实际时间,prev_sum_exec_runtime 指上次该进程被调度时已经占用的实际时间,所以 sum_exec_runtime - prev_sum_exec_runtime 就是这次调度占用实际时间。如果这个时间大于 ideal_runtime,则应该被抢占了。除了这个条件之外,还会通过 __pick_first_entity 取出红黑树中最小的进程。如果当前进程的 vruntime 大于红黑树中最小的进程的 vruntime,且差值大于 ideal_runtime,也应该被抢占了。
如果确认需要被抢占,则会调用resched_curr()函数,该函数会调用set_tsk_need_resched()标记该任务为_TIF_NEED_RESCHED,即该任务应该被抢占。
某些任务会因为中断而唤醒,如当 I/O 到来的时候,I/O进程往往会被唤醒。在这种时候,如果被唤醒的任务优先级高于 CPU 上的当前任务,就会触发抢占。try_to_wake_up() 调用 ttwu_queue() 将这个唤醒的任务添加到队列当中。ttwu_queue() 再调用 ttwu_do_activate() 激活这个任务。ttwu_do_activate() 调用 ttwu_do_wakeup()。这里面调用了 check_preempt_curr() 检查是否应该发生抢占。如果应该发生抢占,也不是直接踢走当前进程,而是将当前进程标记为应该被抢占。
由前面的分析,我们知道了不论是是当前任务执行时间过长还是新任务唤醒,我们均会对现在的任务标记位_TIF_NEED_RESCUED,下面分析实际抢占的发生。真正的抢占还需要一个特定的时机让正在运行中的进程有机会调用一下 __schele()函数,发起真正的调度。
实际上会调用__schele()函数共有以下几个时机
从系统调用返回用户态:以64位为例,系统调用的链路为do_syscall_64->syscall_return_slowpath->prepare_exit_to_usermode->exit_to_usermode_loop。在exit_to_usermode_loop中,会检测是否为_TIF_NEED_RESCHED,如果是则调用__schele()
内核态启动:内核态的执行中,被抢占的时机一般发生在 preempt_enable() 中。在内核态的执行中,有的操作是不能被中断的,所以在进行这些操作之前,总是先调用 preempt_disable() 关闭抢占,当再次打开的时候,就是一次内核态代码被抢占的机会。preempt_enable() 会调用 preempt_count_dec_and_test(),判断 preempt_count 和 TIF_NEED_RESCHED 是否可以被抢占。如果可以,就调用 preempt_schele->preempt_schele_common->__schele 进行调度。
本文分析了任务调度的策略、结构体以及整个调度流程,其中关于内存上下文切换的部分尚未详细叙述,留待内存部分展开剖析。
1、调度相关结构体及函数实现
2、schele核心函数
② Linux进程
什么是进程 ?
狭义上来说 : 进程是操作系统上运行的一个程序 。
广义上来说 : 进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。它是 操作系统 动态执行的 基本单元 ,在传统的 操作系统 中,进程既是基本的 分配单元 ,也是基本的执行单元。
进程控制是进程管理中最基本的功能。它用于创建一个新进程,终止一个已完成的进程,或者去终止一个因出现某事件而使其无法运行下去的进程,还可负责进程运行中的状态转换。
Linux系统上进程的几种状态:
进程的创建一是操作系统来创建 。 二是由父进程创建 。
什么是守护进程? 这是一段来自维基网络的描述。
exit()与_ecit()的区别
exit与return的区别
exit 的参数 , 正常退出参数为 0, 异常退出参数为非零值 。
③ Linux进程含义知多少
Linux进程的四大要素1:一段供进程执行的程序,该程序可以被多个进程执行。
2:独立的内核堆栈。
3:进程控制快(task_struct:有了这个数据结构,进程才能成为内核调度的一个基本单位接受内核的调度。同时,这个结构还记录着进程所占用的各项资源。
4:独立的存储空间:即拥有专有的用户空间,除了前面的内核空间还有用户空间。
④ “图文结合”Linux 进程、线程、文件描述符的底层原理
开发十年经验总结,阿里架构师的手写Spring boot原理实践文档
阿里架构师的这份:Redis核心原理与应用实践,带你手撕Redis
Tomcat结构原理详解
说到进程,恐怕面试中最常见的问题就是线程和进程的关系了,那么先说一下答案: 在 Linux 系统中,进程和线程几乎没有区别 。
Linux 中的进程其实就是一个数据结构,顺带可以理解文件描述符、重定向、管道命令的底层工作原理,最后我们从操作系统的角度看看为什么说线程和进程基本没有区别。
首先,抽象地来说,我们的计算机就是这个东西:
这个大的矩形表示计算机的 内存空间 ,其中的小矩形代表 进程 ,左下角的圆形表示 磁盘 ,右下角的图形表示一些 输入输出设备 ,比如鼠标键盘显示器等等。另外,注意到内存空间被划分为了两块,上半部分表示 用户空间 ,下半部分表示 内核空间 。
用户空间装着用户进程需要使用的资源,比如你在程序代码里开一个数组,这个数组肯定存在用户空间;内核空间存放内核进程需要加载的系统资源,这一些资源一般是不允许用户访问的。但是注意有的用户进程会共享一些内核空间的资源,比如一些动态链接库等等。
我们用 C 语言写一个 hello 程序,编译后得到一个可执行文件,在命令行运行就可以打印出一句 hello world,然后程序退出。在操作系统层面,就是新建了一个进程,这个进程将我们编译出来的可执行文件读入内存空间,然后执行,最后退出。
你编译好的那个可执行程序只是一个文件,不是进程,可执行文件必须要载入内存,包装成一个进程才能真正跑起来。进程是要依靠操作系统创建的,每个进程都有它的固有属性,比如进程号(PID)、进程状态、打开的文件等等,进程创建好之后,读入你的程序,你的程序才被系统执行。
那么,操作系统是如何创建进程的呢? 对于操作系统,进程就是一个数据结构 ,我们直接来看 Linux 的源码:
task_struct 就是 Linux 内核对于一个进程的描述,也可以称为“进程描述符”。源码比较复杂,我这里就截取了一小部分比较常见的。
我们主要聊聊 mm 指针和 files 指针。 mm 指向的是进程的虚拟内存,也就是载入资源和可执行文件的地方; files 指针指向一个数组,这个数组里装着所有该进程打开的文件的指针。
先说 files ,它是一个文件指针数组。一般来说,一个进程会从 files[0] 读取输入,将输出写入 files[1] ,将错误信息写入 files[2] 。
举个例子,以我们的角度 C 语言的 printf 函数是向命令行打印字符,但是从进程的角度来看,就是向 files[1] 写入数据;同理, scanf 函数就是进程试图从 files[0] 这个文件中读取数据。
每个进程被创建时, files 的前三位被填入默认值,分别指向标准输入流、标准输出流、标准错误流。我们常说的“文件描述符”就是指这个文件指针数组的索引 ,所以程序的文件描述符默认情况下 0 是输入,1 是输出,2 是错误。
我们可以重新画一幅图:
对于一般的计算机,输入流是键盘,输出流是显示器,错误流也是显示器,所以现在这个进程和内核连了三根线。因为硬件都是由内核管理的,我们的进程需要通过“系统调用”让内核进程访问硬件资源。
PS:不要忘了,Linux 中一切都被抽象成文件,设备也是文件,可以进行读和写。
如果我们写的程序需要其他资源,比如打开一个文件进行读写,这也很简单,进行系统调用,让内核把文件打开,这个文件就会被放到 files 的第 4 个位置,对应文件描述符 3:
明白了这个原理, 输入重定向 就很好理解了,程序想读取数据的时候就会去 files[0] 读取,所以我们只要把 files[0] 指向一个文件,那么程序就会从这个文件中读取数据,而不是从键盘:
同理, 输出重定向 就是把 files[1] 指向一个文件,那么程序的输出就不会写入到显示器,而是写入到这个文件中:
错误重定向也是一样的,就不再赘述。
管道符其实也是异曲同工,把一个进程的输出流和另一个进程的输入流接起一条“管道”,数据就在其中传递,不得不说这种设计思想真的很巧妙:
到这里,你可能也看出“Linux 中一切皆文件”设计思路的高明了,不管是设备、另一个进程、socket 套接字还是真正的文件,全部都可以读写,统一装进一个简单的 files 数组,进程通过简单的文件描述符访问相应资源,具体细节交于操作系统,有效解耦,优美高效。
首先要明确的是,多进程和多线程都是并发,都可以提高处理器的利用效率,所以现在的关键是,多线程和多进程有啥区别。
为什么说 Linux 中线程和进程基本没有区别呢,因为从 Linux 内核的角度来看,并没有把线程和进程区别对待。
我们知道系统调用 fork() 可以新建一个子进程,函数 pthread() 可以新建一个线程。 但无论线程还是进程,都是用 task_struct 结构表示的,唯一的区别就是共享的数据区域不同 。
换句话说,线程看起来跟进程没有区别,只是线程的某些数据区域和其父进程是共享的,而子进程是拷贝副本,而不是共享。就比如说, mm 结构和 files 结构在线程中都是共享的,我画两张图你就明白了:
所以说,我们的多线程程序要利用锁机制,避免多个线程同时往同一区域写入数据,否则可能造成数据错乱。
那么你可能问, 既然进程和线程差不多,而且多进程数据不共享,即不存在数据错乱的问题,为什么多线程的使用比多进程普遍得多呢 ?
因为现实中数据共享的并发更普遍呀,比如十个人同时从一个账户取十元,我们希望的是这个共享账户的余额正确减少一百元,而不是希望每人获得一个账户的拷贝,每个拷贝账户减少十元。
当然,必须要说明的是, 只有 Linux 系统将线程看做共享数据的进程 ,不对其做特殊看待 ,其他的很多操作系统是对线程和进程区别对待的,线程有其特有的数据结构,我个人认为不如 Linux 的这种设计简洁,增加了系统的复杂度。
在 Linux 中新建线程和进程的效率都是很高的,对于新建进程时内存区域拷贝的问题,Linux 采用了 -on-write 的策略优化,也就是并不真正复制父进程的内存空间,而是等到需要写操作时才去复制。 所以 Linux 中新建进程和新建线程都是很迅速的 。
⑤ linux什么是进程
您好,方法
linux是一个多用户多任务的操作系统,多用户是指多个用户可以在同一个时间用计算机,多任务是指linux可以同时执行那个多个任务,它可以在还未执行完一个任务时又执行另一个任务。
每当运行一个任务时,系统就会启动一个进程,进程是一个程序在其自身的虚拟地址空间中的一次执行活动,之所以要创建进程,就是为了使多个程序可以并发的执行。从而提高系统的资源利用率和吞吐量。
程序只是一个静态的指令集合,儿进程是一个程序的动态执行过程,它具有生命期,是动态的产生和消亡的。
方法2
1、进程是资源申请,调度和独立运行的单位,它使用系统中的运行资源,而程序不能申请系统资源,不能被系统调度,也不能作为独立运行的单位,它不占用系统的运行资源,
2、进程和程序无意义对应的关系,一方面一个程序可以由多个进程公用,即一个程序在运行过程中可以产生多个进程,另一个方面,一个进程在生命期内可以顺序的执行若干个程序。
3、在linux系统中总是又很多的进程同时运行,系统根据进程号pid区分不同的进程,系统启动后的第一个进程是init,它的pid是1,init是唯一一个由系统内核直接运行的进程。
4、新的进程可以用系统调用fork()来产生,就是从一个已经存在的旧进程中分出一个新进程来,旧进程就是新进程的父进程。
⑥ linux详解五(进程管理)
一、在linux中,每一个程序都有自己的一个进程,都有一个进程id号。
二,每一个进程都有一个父进程。
三、进程有两种存在方式:前台运行,后台运行。
四、一般的服务都是后台运行的,基本的程序都是前台运行的。
看父进程,我们一般是用树结构来查看。
pstree
-p:显示父id
-u:显示用户组
kill -9 +进程的id
⑦ Linux里面什么是僵尸进程
僵尸进程是当子进程比父进程先结束,而父进程又没有回收子进程,释放子进程占用的资源,此时子进程都将成为一个僵尸进程。如果父进程先退出,子进程被init接管,子进程退出后init会收回其占用的相关资源。
我们都知道进程的工作原理。我们启动一个程序,开始我们的任务,然后等任务结束了,我们就停止这个进程。进程停止后,该进程就会从进程表中移除。
你可以通过System-Monitor查看当前进程。
In UNIX System terminology, a process that has terminated,but whose parent
has not yet waited for it, is called a
zombie.在Unix系统中,一个进程结束了,但是它的父进程没有等待它,那么它将变成一个僵尸进程。但是如果该进程的父进程已经先结束了,那么该进程就不会变僵尸进程,因为每个进程结束的时候,系统都会扫描当前系统中所运行的所有进程,看有没有哪个进程是刚刚结束的这个进程的子进程,如果是的话,就由init来接管他,成为他的父进程。
怎么查看僵尸进程?
利用命令ps,可以看到有父进程ID为1的进程是孤儿进程;s状态为z的是僵尸进程。
注意:孤儿进程是尚未终止但已停止的进程,但其父进程已经终止,由init收养;而僵尸进程则是已终止的进程,其父进程不一定终止。
⑧ 如何去理解Linux中进程,线程等概念
对于linux来说,则没有很明确的进程、线程概念。首先linux只有进程而没有线程,然而它的进程又可以表现得像windows下的线程。linux利用fork()和exec函数族来操作多线程。fork()函数可以在进程执行的任何阶段被调用,一旦调用,当前进程就被分叉成两个进程——父进程和子进程,两者拥有相同的代码段和暂时相同的数据段(虽然暂时相同,但从分叉开的时刻就是逻辑上的两个数据段了,之所以说是逻辑上的,是因为这里是“写时复制”机制,也就是,除非万不得已有一个进程对数据段进行了写操作,否则系统不去复制数据段,这样达到了负担最小),两者的区别在于fork()函数返回值,对于子进程来说返回为0,对于父进程来说返回的是子进程id,因此可以通过if(fork()==0)…else…来让父子进程执行不同的代码段,从而实现“分叉”。
exec函数族的函数的作用则是启动另一个程序的新进程,然后完全用那个进程来代替自己(代码段被替换,数据段和堆栈被废弃,只保留原有进程id)。这样,如果在fork()之后,在子进程代码段里用exec启动另一个进程,就相当于windows下的CreateThread()的用处了,所以说linux下的进程可以表现得像windows下的线程。
然而linux下的进程不能像windows下线程那样方便地通信,因为他们没有共享数据段、地址空间等。它们之间的通信是通过所谓IPC(InterProcess Communication)来进行的。具体有管道(无名管道用于父子进程间通信,命名管道可以用于任意两个进程间的通信)、共享内存(一个进程向系统申请一块可以被共享的内存,其它进程通过标识符取得这块内存,并将其连接到自己的地址空间中,效果上类似于windows下的多线程间的共享数据段),信号量,套接字。
标签: 进程, 线程
⑨ linux进程的几种状态
Linux中进程分类
①交互进程:由一个shell启动的进程,交互进程既可以在前台运行,也可以在后台运行。
②批处理进程:这种进程和终端没有联系,是一个进程序列。
③监控进程:也称守护进程,是一个在后台运行且不受任何终端控制的特殊进程,用于执行特定的系统任务。
进程的状态
①可运行状态:此时进程正在运行或者正在运行队列中等待准备运行。
②等待状态:此时进程在等待一个事件的发生或某种系统资源。在Linux系统中等待状态又细分为两种等待状态:可中断的等待状态和不可中断的等待状态。
③暂停状态:处于暂停状态的进程被暂停运行。
④僵死状态:每个进程在运行结束后都会处于僵死状态,等待父进程调用进而释放系统资源,处于该状态的进程已经运行结束,但是它的父进程还没有释放其系统资源。
⑩ linux 管道原理
Linux原理的学习,我打算由浅入深,从上之下,也就是先了解个大概再逐个深入。先了解一下Linux的进程先。
一、Linux进程上下文
Linux进程上下文,我理解就是进程组成元素的集合。包括进程描述符tast_struct,正文段,数据段,栈,寄存器内容,页表等。
1)tast_struct
它是一种数据结构,存储着进程的描述信息,例如pid,uid,状态,信号项,打开文件表等。是进程管理和调度的重要依据。
2)用户栈和核心栈
顾名思义,用户栈是进程运行在用户态使用的栈,含有用户态执行时候函数调用的参数,局部变量等;核心栈是该进程运行在核心态下用的栈,保存调用系统函数所用的参数和调用序列。这两个栈的指针都保存在tast_struct结构中。
3)寄存器
保存程序计数器,状态字,通用寄存器,栈指针。
4)页表
线性地址到物理地址的映射
5)正文段,数据段。
二、Linux进程的状态
Linux中进程共有5个状态:就绪,可中断睡眠,不可中断睡眠,暂停,僵死。也就是说,linux不区分就绪和运行,它们统一叫做就绪态。进程所处的状态记录在tast_struct中。
三、进程的控制
1)进程树的形成
计算机启动后,BIOS从磁盘引导扇区加载系统引导程序,它将Linux系统装入内存,并跳到内核处执行,Linux内核就执行初始化工作:初始化硬件、初始化内部数据结构、建立进程0。进程0创建进程1,进程1是以后所有创建的进程的祖先,它负责初始化所有的用户进程。进程1创建shell进程,shell进程显示提示符,等待命令的输入。
2)进程的创建
任何一个用户进程的创建都是由现有的一个进程完成的,进程的创建要经过fork和exec两个过程。Fork是为新进程分配相应的数据结构,并将父进程的相应上下文信息复制过来。Exec是将可执行文件的正文和数据转入内存覆盖它原来的(从父进程复制过来的),并开始执行正文段。
3)进程的终止
系统调用exit()就可自我终结,exit释放除了tast_struct以外的所有上下文,父进程收到子进程终结的消息后,释放子进程的tast_struct。
4)进程的调度
进程的调度是由schele()完成的,一种情况是,当处理机从核心态向用户态转换之前,它会检查调度标志是否为1,如果是1,则运行schele(),执行进程的调度。另一种情况是进程自动放弃处理机,时候进行进程调度。
进程的调度过程分为两步,首先利用相关策略选择要执行的进程,然后进行上下文的切换。
四、进程的通信
进程的通信策略主要有,消息,管道,消息队列,共享存储区和信号量。
1)信息
消息机制主要是用来传递进程间的软中断信号,通知对方发生了异步事件。发送进程将信号(约定好的符号)发送到目标进程的tast_struct中的信号项,接收进程看到有消息后就调用相应的处理程序,注意,处理程序必须到进程执行时候才能执行,不能立即响应。
2)管道
我理解就是两个进程使用告诉缓冲区中的一个队列(每两个进程一个),发送进程将数据发送到管道入口,接收进程从管道出口读数据。
3) 消息队列
消息队列是操作系统维护的一个个消息链表,发送进程根据消息标识符将消息添加到制定队列中,接收进程从中读取消息。
4)共享存储区
在内存中开辟一个区域,是个进程共享的,也就是说进程可以把它附加到自己的地址空间中,对此区域中的数据进行操作。
5)信号量
控制进程的同步。