Linux的进程

Linux进程的两种运行模式

• 在Linux里，一个进程既可以运行用户程序，又可以运行操作系统程序。当进程运行用户程序时，称其为处于“用户模式”；当进程运行时出现了系统调用或中断事件，转而去执行操作系统内核的程序时，称其为处于“核心模式”。
• 在Linux里处理机就具有两种运行状态：核心态和用户态。

Linux下进程概念及特征

（1）、在Linux里，把进程定义为“程序运行的一个实例”
（2）、进程一方面竞争并占用系统资源（比如设备和内存），向系统提出各种请求服务；进程另一方面是基本的调度单位，任何时刻只有一个进程在CPU上运行。

Linux进程实体的组成

Linux中，每个进程就是一个任务（task），一般具有以下四个部分：
（1）进程控制块（在Linux里，也称为进程描述符。）。
（2）进程专用的系统堆栈空间；
（3）供进程执行的程序段（在Linux里，称为正文段）；
（4） 进程专用的数据段和用户堆栈空间

Linux的进程控制块——进程描述符

在Linux中，进程的进程描述符是一个结构类型的数据结构：task_struct。

进程描述符组成内容

• 进程标识（pid）；
• 进程状态（state）；
• 进程调度信息，包括调度策略（policy）、优先级别（priority和rt_priority）、时间片（counter）等；
• 接收的信号（*sig）；
• 进程家族关系；
• 进程队列指针；
• CPU的现场保护区；
• 与文件系统有关的信息。

Linux的进程状态

Linux的进程可以有五种不同的状态

进程状态

• 可运行状态
• 可中断状态
• 不可中断状态
• 暂停状态
• 僵死状态

进程的创建与撤销

• Linux中的每个进程，都有一个创建、调度运行、撤销死亡的生命期。 Linux系统中的各个进程，相互之间构成了一个树型的进程族系。

Linux的进程调度

Linux的进程调度类型

• 在Linux中，进程调度被分为实时进程调度和非实时进程调度两种。

Linux进程描述符中与调度有关的字段

• Linux进程描述符中，有四个字段与进程调度有关，它们是：policy、priority、rt_priority和counter。

Linux的三种进程调度策略

• Linux进程描述符中的policy字段，可以取三个值：SCHED_FIFO、SCHED_RR以及SCHED_OTHER。
  （1）SCHED_FIFO——实时进程的先进先出调度策略
  （2）SCHED_RR——实时进程的轮转调度
  （3）SCHED_OTHER——非实时进程的轮转调度

Linux的等待队列

Linux进程间的通信—消息队列

• 消息队列是进程间的一种异步通信方法。所谓“异步”，即发送消息的进程在消息发出之后，不必等待接收进程做出反应，就可以去做其他的事情了。

"消息"的数据结构

Linux中的每个消息，由两个部分组成：消息头和消息缓冲区。

消息队列的数据结构

Linux消息队列是struct msqid_ds型的数据结构。

消息队列表的数据结构

进程间借助消息队列来传递数据，因此系统中可以建立多个消息队列。Linux是通过“消息队列表”来管理所有消息队列的。

有关消息队列的系统调用

• 创建一个新的消息队列：newque( )
• 删除一个消息队列：freeque( )
• 向一个消息队列发送一条消息：msgsnd( )
• 从一个消息队列中接收一条消息：msgrcv( )