目录
Linux的进程管理
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Linux进程的相关概念
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进程的类型
- 1.前台进程
- 2.后台进程
- 3.守护进程
- 前台进程
- 前台进程就是具有终端，可以和用户交互的进程
- 我们通过命令行去使用Linux时是通过终端Shell来使用的
- 后台进程
- 与前台进程相对，没有占用终端的就是后台进程
- 后台程序基本上不和用户交互，优先级比前台进程低
- 守护进程
- 守护进程(daemon)是特殊的后台进程
- 很多守护进程在系统引导的时候启动，一直运行直到系统关闭
- Linux有很多典型的守护进程
- 如：crond，httpd，sshd，mysqld
- 进程名字以d结尾的一般都是守护进程
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进程的标记
- 进程ID是进程的唯一标记，每个进程拥有不同的ID
- 进程ID表现为一个非负整数，最大值由操作系统限定
- 操作系统提供fork函数接口创建进程
- 进程A调用fork接口创建进程B
- 进程B调用fork接口创建进程C
- 这就是进程的层级关系
- 这个关系称为父子进程关系
- 进程A是进程B的父进程
- 进程B是进程A的子进程
- 父子进程关系可以通过pstree命令查看
- ID为0的进程为idle进程，是系统创建的第一个进程
- ID为1的进程为init进程，是0号进程的子进程，完成系统初始化
- init进程是所有用户进程的祖先进程
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进程的状态标记
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操作Linux进程的相关命令
- ps命令
- top命令
- kill命令
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作业管理之进程调度
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进程调度概述
- 进程调度是指计算机通过决策决定哪个就绪进程可以获得CPU使用权
- 前提也是多道程序设计
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2个步骤：
- 1.保留旧进程的运行信息，请出旧进程(收拾包袱离开CPU)
- 2.选择新进程，准备运行环境并分配CPU(新进驻)
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为了实现2个步骤，就要了解3种重要的机制：
- 1.就绪队列的排队机制
- 2.选择运行进程的委派机制
- 3.新老进程的上下文切换机制
- 就绪队列的排队机制
- 为了提高进程调度的效率，事先将就绪进程按一定的方式排成队列，以便调度程序可以最快找到就绪进程
- 选择运行进程的委派机制
- 调度程序以一定的策略选择就绪进程，将CPU资源分配给它
- 新老进程的上下文切换机制
- 如果需要把新的进程调度到CPU里的话，那么就要将老的进程的CPU环境备份出来，然后将新的进程的环境切换到CPU里面去
- 保存当前进程的上下文信息，装入被委派执行进程的运行上下文
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按照老进程有没有执行完，可以把进程调度方法分为2大类：
- 1.非抢占式的调度
- 2.抢占式的调度
- 非抢占式的调度
- 处理器一旦分配给了某个进程，就让该进程一直使用下去
- 调度程序不以任何原因抢占正在被使用的处理器
- 直到进程完成工作或因为IO阻塞才会让出处理器
- 抢占式的调度
- 允许调度程序以一定的策略暂停当前运行的进程
- 保存好旧进程的上下文信息，分配处理器给新进程
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进程调度的算法
- 1.先来先服务调度算法
- 2.短进程优先调度算法
- 3.高优先权优先调度算法
- 4.时间片轮转调度算法
- 先来先服务调度算法
- 在就绪队列里，按照先来先服务的原则，优先取出队列前面的进程进行调度
- 短进程优先调度算法
- 调度程序优先选择就绪队列中估计运行时间最短的进程
- 短进程优先调度算法不利于长作业进程的执行
- 高优先权优先调度算法
- 进程附带优先权，调度程序优先选择权重高的进程
- 高优先权优先调度算法使得紧迫的任务可以优先处理
- 时间片轮转调度算法
- 按先来先服务的原则排列就绪进程
- 每次从队列头部取出待执行进程，分配一个时间片执行
- 是相对公平的调度算法，但不能保证及时响应用户
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作业管理之死锁
- 介绍：
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死锁的产生
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主要有2种情况：
- 1.竞争资源
- 2.进程调度顺序不当
- 竞争资源
- 本质：
- 共享资源数量不满足各个进程需求
- 各个进程之间因为共享资源的竞争导致死锁
- 特点：
- 等待请求的资源被释放
- 自身占用资源不释放
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死锁的4个必要条件
- 1.互斥条件
- 2.请求保持条件
- 3.不可剥夺条件
- 4.环路等待条件
- 互斥条件
- 进程对资源的使用是排他性的使用
- 某资源只能由一个进程使用，其它进程需要使用只能等待
- 请求保持条件
- 进程至少保持一个资源，又提出新的资源请求
- 新资源被占用，请求被阻塞
- 被阻塞的进程不释放自己保持的资源
- 不可剥夺条件
- 进程获得的资源在未完成使用前不能被剥夺
- 获得的资源只能由进程自身释放
- 环路等待条件
- 发生死锁时，必然存在进程-资源环形链
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死锁的处理
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预防死锁的方法
- 为了预防死锁只需破坏1个或多个必要条件，死锁就不会产生
- 破坏请求保持条件
- 系统规定进程运行之前，一次性申请所有需要的资源
- 进程在运行期间不会提出资源请求，从而破坏请求保持条件
- 破坏不可剥夺条件
- 当一个进程请求新的资源得不到满足时，必须释放占有的资源
- 进程运行时占有的资源可以被释放，意味着可以被剥夺
- 破坏环路等待条件
- 可用资源线性排序，申请必须按照需要递增申请
- 线性申请不再形成环路，从而破坏环路等待条件
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银行家算法
- 是一个可操作的著名的避免死锁的算法
- 以银行借贷系统分配策略为基础的算法
- 理解：
- 客户申请的贷款是有限的，每次申请需声明最大资金量
- 银行家在能够满足贷款时，都应该给用户贷款
- 客户在使用贷款后，能够及时归还贷款
- 这个算法要求有3个数据结构
- 1.已分配资源表
- 2.所需资源表
- 3.可分配资源表
- 将所需资源表减去已分配资源表得到还需分配资源表
- 将还需分配资源表与可分配资源表进行对比
- 优先把可分配的所有资源都分发给某个可满足的进程
- 让此进程可以继续执行下去，等此进程执行完后，再归还相关资源
- 归还资源后，又可以把新的资源重新分配给其它需要的进程