Linux进程基础知识

作者: ysq 分类: linux, 计算机基础 发布时间: 2016-05-12 21:41 ė129 views 6没有评论

一: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。

线程:只有前三条,没有第四条。

进程和线程的区别如下图:

内核线程:完全没有用户空间。

用户线程:共享用户空间。

二:Linux进程分类:

1:交互式进程:一般是由Shell启动的进程。这些进程经常和用户发生交互,所以花费一些时间等待用户的操作。当有输入时,进程必须很快的激活。通常,要求延迟在50-150毫秒。典型的交互式进程有:控制台命令shell,文本编辑器,图形应用程序。

2:批处理进程(Batch Process):不需要用户交互,一般在后台运行。所以不需要非常快的反应,他们经常被调度期限制。典型的批处理进程:编译器,数据库搜索引擎和科学计算。

3:实时进程:对调度有非常严格的要求,这种类型的进程不能被低优先级进程阻塞,并且在很短的时间内做出反应。典型的实时进程:音视频应用程序,机器人控制等。

批处理进程可能与I/O或者CPU有关,但是实时进程完全通过Linux的调度算法识别。

其实交互式进程和批处理进程很难区别。

三:Linux进程优先级

1:静态优先级(priority): 被称为“静态”是因为它不随时间而改变,内核不会修改它,只能通过系统调用nice(每个进程都会具有的属性,一个能影响进程优先级的数字)去修改他。它指明了在被迫和其它进程竞争CPU之前该进程所应该被允许的时间片的最大值(20)。

      每个普通进程都一个静态优先级,内核为其分配的优先级数为:100(高优先级)-139(低优先级)。数值越大,优先级越低。新创建的进程一般继承父进程的优先级,但是用户可以通过给nice()函数传递“nice value“或者setpriority()改变优先级。

2: 动态优先级(counter): counter 即系统为每个进程运行而分配的时间片,Linux 兼用它来表示进程的动态优先级。只要进程拥有CPU,它就随着时间不断减小;当它为0 时,标记进程重新调度。它指明了在当前时间片中所剩余的时间量(最初为20)。

      事实上,在进程在调度的时候,调度器只察看动态优先级,其值为100-139。通过下面的公式可以根据静态优先计算出相应的动态优先级。

Dynamicy priority = max (100, min (static priority - bonus + 5, 139))   

Bonus:0-10,比5小,降低动态优先级,反之,可以提高动态优先级。Bonus和进程的平均睡眠时间有关。

3: 实时优先级(rt_priority):值为1000。实时优先级只对实时进程有意义。Linux把实时优先级与counter值相加作为实时进程的优先权值。较高权值的进程总是优先于较低权值的进程,如果一个进程不是实时进程,其优先权就远小于1000,所以实时进程总是优先。

4:Base time quantum:是由静态优先级决定,当进程耗尽当前Base time quantum,kernel会重新分配一个Base time quantum给它。静态优先级和Base time quantum的关系为:

(1)当静态优先级小于120

      Base time quantum(in millisecond)= (140 – static priority) * 20

(2)当静态优先级大于等于120

      Base time quantum(in millisecond)= (140 – static priority) * 5

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