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技术 2022年11月14日
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1、进程的静态特性

进程:程序执行时的一个实例进程描述符(task_struct): 进程的基本信息(thread_info)、指向内存区描述符的指针(mm_struct)、进程相关的tty(tty_struct)、当前目录(fs_struct)、指向              文件描述符的指针(files_struct)、所接收的信号(signal_struct)进程状态:1、可运行状态(TASK_RUNNING):正在运行或者准备执行
     2、可中断的等待状态(TASK_INTERRUPTIBLE):进程挂起,产生硬件中断、接收到信号被唤醒进入TASK_RUNNING状态
     3、不可中断的等待状态(TASK_UNINTERRUPTIBLE):类似上述;不能被中断
     4、暂停状态(TASK_STOPPED):进程的执行被暂停
     5、跟踪状态(TASK_TRACED):
     6、僵死状态(EXIT_ZOMBIE):进程的执行被终止,但是父进程没有发布wait()类系统调用,内核不能丢弃包含在死进程描述符中的数据
     7、僵死撤销状态(EXIT_DEAD):父进程发布wait()类系统调用,进程由系统删除。为了避免其他进程的竞争,将进程由僵死状态改为僵死撤销状态。PID:进程描述符processID,32位系统默认上限32767,64位系统默认上限4194303。用位图表决PID的闲置状态魔数常量:将2^32做黄金分割,取最接近这个值的一个素数。即0x9e370001(2 654 404 609)= 2^31 + 2^29 - 2^25 + 2^22 - 2^19 - 2^16 +1进程资源限制:Linux中,进程对系统资源的占用受到一些限制,避免用户过分使用系统资源;CPU时间、地址空间、文件大小、堆大小、栈大小、进程数等等

2、内核如何进行进程切换

硬件上下文:每个进程有自己有地址空间,但是必须共享CPU寄存器;进程恢复前必须装入寄存器的一组数据称为硬件上下文(hardware context)。
     进程切换前,需要先切换硬件上下文;被切换打硬件上下文保存在进程描述符的字段thread_struct的thread字段中。另外通用寄存器的值保留在内核堆栈中。进程切换:1、切换页全局目录以安装一个新的地址;2、切换内核堆栈和硬件上下文另外还有一些其他的寄存器或者协处理器:FPU(算术浮点单元)、MMX(multi media extension 多媒体扩展指令集)、SSE/SSE2(Streaming SIMD Extensions)等需要考虑切换; SIMD(single - instruction multiple-data 单指令多数据)

3、进程的创建

提高创建进程效率的方法:写时复制、轻量级进程(允许父子进程共享在内核的很多数据结构)、vfork()创建的进程能共享父进程的内存地址空间。创建进程的三种方法:clone(), fork(), vfork()clone(): 创建轻量级进程fork(): 由clone() 实现, 传入的参数不同vfork(): 由clone() 实现, 传入的参数不同进程0: swapper进程、idle进程; 在多处理器系统中,每个CPU都有一个进程0进程1: 内核进程, 与进程0共享数据,也叫做init进程,它创建和监控在操作系统外层执行的所有进程活动。

4、进程的撤销

exit(): 系统调用,用来终止某一个进程exit_group(): 系统调用,终止整个线程组僵尸进程:产生掉一个原因是父进程已死,无法调用wait函数结束子进程,释放其进程描述符。这个时候需要强制子进程称为init进程的子进程,由init来通知释放

5、Linux对多线程程序多支持

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