专栏名称: 马哥Linux运维
马哥linux致力于linux运维培训,连续多年排名第一,订阅者可免费获得学习机会和相关Linux独家实战资料!
目录
相关文章推荐
InfoQ架构头条  ·  代码界的“瘟疫”?卡帕西“Vibe ... ·  2 天前  
运维  ·  资源节省 81%,作业帮 MySQL ... ·  2 天前  
51好读  ›  专栏  ›  马哥Linux运维

Linux系统进程的知识总结,进程与线程之间的纠葛...

马哥Linux运维  · 公众号  · 运维  · 2019-02-17 22:00

正文

来源:嵌入式ARM

当一个程序开始执行后,在开始执行到执行完毕退出这段时间内,它在内存中的部分就叫称作一个进程。

Linux 是一个多任务的操作系统,也就是说,在同一时间内,可以有多个进程同时执行。我们大家常用的单CPU计算机实际上在一个时间片段内只能执行一条指令。那么Linux是如何实现多进程的同时执行的呢?原来Linux使用了一种称为” 进程调度 “的手段,首先,为每个进程指派一定的运行时间,这个时间通常很短,短到以毫秒为单位,然后依照某种规则,从众多的进程中挑选一个投入运行,其他进程暂时等待,当正在运行的那个进程时间耗尽,或者执行完毕退出,或因某种原因暂停,Linux就会重新调度,挑选一个进程投入运行,因为每个进程占用的时间片段都很短,从使用者的角度来看,就好像多个进程同时运行一样。

在Linux中,每个进程在创建的时都会被分配一个数据结构,称为进程控制块(PCB)。PCB中包含了很多重要的信息,供系统调度和进程本事执行使用,其中最重要的莫过于进程的ID,进程的ID也被称为进程标示符,是一个非负的整数,在Linux操作性系统中唯一的标志一个进程。在最常使用的I386架构上,一个非负的整数的取值是0~32767,这也是我们所可能取到的进程ID,它就是进程的身份证号码。


僵尸进程的产生



僵尸进程就是已经结束的进程,但是还没有从进程表中删除。僵尸进程太多会导致进程表里面条目满了,进而导致系统崩溃,倒是不占用系统资源。


在进程的状态中,僵尸进程是非常特殊的一种,它已经放弃了几乎所有的内存空间,没有任何可执行代码,也不能被调度,仅仅在进程列表中保留一个为位置,记载该进程的退出状态等信息供其他进程收集,除此之外,僵尸进程不再占用任何内存空间,它需要它的父进程来给它收尸,如果父进程没安装SIGCHLD信号处理函数调用wait或waitpid()等待子进程结束,又没有显示的忽略该信号,那么它就一直处于僵尸状态。如果父进程结束了,那么init进程会自动接手这个子进程,为它收尸,他还是能够被清除的。但是如果父进程是一个循环,不会结束,那么子进程就一直处于僵尸状态。



僵尸进程产生的原因:



每个Linux进程在进程表中都有一个进入点(Entry),核心程序在执行该进程时使用到的一切信息都存储在进入点。当使用ps命令查看系统中的进程信息时,看到的就是进程表中的相关数据。当fork系统调用建立一个新的进程以后,核心进程就会在进程表中给这个新进程分配一个进入点,然后将相关信息存储在该进入点所对应的进程表中,这些信息中有一项是父进程的识别码。当这个进程走完了自己的生命周期后,它会执行exit()系统调用,此时原来进程表中的数据会被该进程的退出码、执行时所用的CPU时间等数据所取代,这些数据会一直保留到系统将它传递给它的父进程为止。由此可见,僵尸进程的出现时间实在子程序终止后,但是父进程尚未读取这些数据之前。



如何避免僵尸进程



1、父进程通过wait和waitpid等函数等待子进程结束,这会导致父进程挂起
2、如果父进程很忙,那么可以用signal函数为SIGCHLD安装handler,因为子进程结束后,父进程会收到该信号,可以在handler中调用wait回收。
3、如果父进程不关心子进程什么时候结束,那么可以用“singal(SIGCHLD),SIG_IGN”通知内核,自己对子进程的结束不感兴趣,那么子进程结束后,内核会回收,并不再给父进程发送信号。
4、还有一些技巧,就是fork()两次,父进程fork一个子进程,然后继续工作,子进程fork一个孙进程后退出,那么孙进程被init接管,孙进程结束后,init会回收,不过子进程回收还要自己做。

进程 PK 线程



我们先打个比方,多线程是十字路口多线程是平面交通系统,造价低,但是红绿灯多,老堵车,而多进程是则是立交桥,虽然造价高,上下坡多耗油,但是不堵车。这是一个抽象的概念。相信大家看完会有这种感觉。

进程和线程是两个相对的概念,通常来说,一个进程可以定义程序的一个实例(Instance)。在Win32中,进程并不执行什么,它只是占据应用程序所使用的地址空间。为了让进程完成一定的工作,进程必须至少占有一个线程,正是这个线程负责包含进程地址空间中的代码。实际上,一个进程可以包含几个线程,它们可以同时执行进程地址空间中的代码。为了做到这一点,每个线程有自己的一组CPU寄存器和堆栈。每个进程中至少有 一个线程在执行其地址空间中的代码。如果没有线程执行进程地址空间中的代码,进程也就没有继续存在的理由,系统将自动清除进程及其地址空间。



多线程的实现原理



创建一个进程时,它的第一个线程称为主线程(Primary thread),由系统自动生成。然后可以由这个主线程生成额外的线程,而这些线程,又可以生成更多的线程。在运行一个多线程的程序时,从表面上看,这些线程似乎在同时运行。而实际情况并非如此,为了运行所有的这些线程,操作系统为每个独立线程安排一些CPU时间。单CPU操作系统以时间片轮转方式向线程提供时间片(Quantum),每个线程在使用完时间片后交出控制,系统再将CPU时间片分配给下一个线程。由于每个时间片足够的短,这样就给人一种假象,好像这些线程在同时运行。创建额外线程的唯一目的就是尽可能地利用CPU时间。



多线程的问题







请到「今天看啥」查看全文