Linux内核分析与应用3-进程管理

本系列是对 陈莉君 老师 Linux 内核分析与应用^[1] 的学习与记录。讲的非常之好，推荐观看

留此记录，蜻蜓点水,可作抛砖引玉

3.1 进程概述

一个程序通过编译器将其编译成汇编程序,经过汇编器将其汇编成目标代码,通过链接器形成可执行文件a.out或者elf格式,最后交给操作系统来执行

进程最基本的状态有三种: 就绪态,睡眠态和运行态,在具体的操作系统中,可能实例化出多个状态.

PCB: Process Control Block

task_struct结构体位于sched.h中

对于进程来说,它的静态表现就是程序,平时都安安静静呆在磁盘上,而一旦运行起来,就变成了计算机里的数据和状态的总和;

运行着的程序就是一个进程.

3.2 Linux进程创建

对于进程,线程,内核线程,内核使用唯一的数据结构task_struct来分别表示,也使用相同的调度算法对其进行调度.

尽管看起来差异很大,但最后都通过do_fork分别创建.

创建进程和创建线程调用了不同的函数,分别为fork和pthread_create,而对应的系统调用分别为fork和clone.

所有的系统调用进入内核只有一个入口,但进入以后就分道扬镳,各有各的服务历程;而分手是暂时的,最终还是会归到一处,do_fork就是它们的聚合点.

父子进程共享内存的地址空间,但父进程的页表除外

copy_process()函数主要是为子进程创建父进程PCB的副本

3.3 Linux进程调度

所谓调度,实际就是从就绪队列中,选择一个进程投入到CPU中运行.

"主战场"是就绪队列,核心是调度算法,实质是进程的切换

O(1)调度: 将单链表变为多链表来实现,从O(n)降低到了O(1)

机制与策略分离

完全公平调度---CFS,

没有了时间片的概念,而是分配CPU使用的比例

同一时刻,一个CPU上运行的进程只能有一个. 当一个进程占用CPU的时候,其他进程必须等待

使用到了红黑树

CFS中的就绪队列,就是一棵已虚拟时间为键值的红黑树, 虚拟时间越小的进程,越靠近红黑树的左端, 调度器每次选择位于红黑树左端的进程.

更多可参阅<深入理解Linux内核>第三版第七章

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参考资料