物流网站建设公司哪家好,物联网平台中心,网站开发实战课程,北京南站到北京站目录 一、进程的基本概念二、进程的描述组织#xff08;PCB对象#xff09;1.PCB的基本概念2.为什么要有PCB对象#xff08;操作系统对进程的组织管理#xff09;3.PCB对象的内部属性#xff08;tast_struct结构体#xff09; 三、查看进程1.ps指令2.top指令3.通过 /proc… 目录 一、进程的基本概念二、进程的描述组织PCB对象1.PCB的基本概念2.为什么要有PCB对象操作系统对进程的组织管理3.PCB对象的内部属性tast_struct结构体 三、查看进程1.ps指令2.top指令3.通过 /proc 系统文件夹查看 一、进程的基本概念 在学习进程之前我们可以简单的看一下我们Windows上正在进行的进程 由上图可见我们的计算机一次可以同时执行很多进程
进程的本质就是一个可执行文件一开始存储在外存上当把它加入到内存中时就形成了一个进程
因此你是不是认为进程就等于加载到内存中的程序又或者说是正在运行中的程序
这些说法其实都是不完全正确的一些课本也是这样说的
进程的定义 进程是系统进行资源分配的基本单位是操作系统结构的基础。进程是担当分配系统资源CPU时间内存的实体是一个动态的概念它是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动 那么进程在系统中到底是以什么形式存在呢
在这里我们首先下结论进程不仅仅只有它的代码还有负责管理它的内核数据结构内核PCB对象 进程 内核数据结构内核PCB对象 可执行程序 二、进程的描述组织PCB对象
1.PCB的基本概念
我们从上面知道计算机可以同时拥有大量的进程我们的操作系统要如何去管理进程呢这时就得引入我们的PCB对象
在将一个可执行程序加载到内存时我们会先在内存中先创建一个结构体task_struct来描述我们的进程也就是保存我们进程属性和进程信息
2.为什么要有PCB对象操作系统对进程的组织管理
比如在一个学校里面有许多的学生也就是进程同时也有一个校长也就是操作系统我们的校长要怎么管理学生呢
在一个学生被录取到学校时先到学校的一定不是学生而是这个学生所有的属性信息也就是上面的结构体学校会将这个学生的属性信息导入到学校的系统中通过这些学生的属性信息通过这些属性信息来对学生进行管理
比如在学校在录取时需要学生进行排队录取会根据成绩的高低也就是优先级来排队在这里排队的肯定不是你本人过来排队而是你的被学校导入的属性信息在排队操作系统也是这样也是要通过这种方式来进行进程的管理比如我们以后会学到进程也要排队这里排队的就是进程的PCB对象而不是进程可执行程序的代码和数据
因此在以后所有对进程的控制和操作都只能和进程的PCB有关和进程的可执行程序没有关系
且操作系统会通过一些数据结构来管理我们的PCB对象如下图用链表管理进程PCB对象
所以我们得出结论操作系统将对进程的管理转化成对PCB对象的管理
3.PCB对象的内部属性tast_struct结构体
在Linux中描述进程的结构体叫做task_struct。
task_struct是Linux内核的一种数据结构它会被装载到RAM(内存)里并且包含着进程的信息。
task_ struct内容 1.标示符: 描述本进程的唯一标示符用来区别其他进程。 2.状态: 任务状态退出代码退出信号等。 3.优先级: 相对于其他进程的优先级。 4.程序计数器: 程序中即将被执行的下一条指令的地址。 5.内存指针: 包括程序代码和进程相关数据的指针还有和其他进程共享的内存块的指针 6.上下文数据: 进程执行时处理器的寄存器中的数据[休学例子要加图CPU寄存器]。 7.IO状态信息:包括显示的I/O请求,分配给进程的IO设备和被进程使用的文件列表。 8.记账信息:可能包括处理器时间总和使用的时钟数总和时间限制记账号等。 9.其他信息 task_struct结构体看不懂系列
Linux中task_struct用来控制管理进程结构如下struct task_struct
{//说明了该进程是否可以执行,还是可中断等信息volatile long state; //Flage 是进程号,在调用fork()时给出unsigned long flags; //进程上是否有待处理的信号int sigpending; //进程地址空间,区分内核进程与普通进程在内存存放的位置不同mm_segment_t addr_limit; //0-0xBFFFFFFF for user-thead //0-0xFFFFFFFF for kernel-thread//调度标志,表示该进程是否需要重新调度,若非0,则当从内核态返回到用户态,会发生调度volatile long need_resched;//锁深度int lock_depth; //进程的基本时间片long nice; //进程的调度策略,有三种,实时进程:SCHED_FIFO,SCHED_RR, 分时进程:SCHED_OTHERunsigned long policy;//进程内存管理信息struct mm_struct *mm;int processor;//若进程不在任何CPU上运行, cpus_runnable 的值是0否则是1 这个值在运行队列被锁时更新unsigned long cpus_runnable, cpus_allowed;//指向运行队列的指针struct list_head run_list;//进程的睡眠时间unsigned long sleep_time; //用于将系统中所有的进程连成一个双向循环链表, 其根是init_taskstruct task_struct *next_task, *prev_task;struct mm_struct *active_mm;struct list_head local_pages; //指向本地页面 unsigned int allocation_order, nr_local_pages;struct linux_binfmt *binfmt; //进程所运行的可执行文件的格式int exit_code, exit_signal;int pdeath_signal; //父进程终止是向子进程发送的信号unsigned long personality;//Linux可以运行由其他UNIX操作系统生成的符合iBCS2标准的程序int did_exec:1;pid_t pid; //进程标识符,用来代表一个进程pid_t pgrp; //进程组标识,表示进程所属的进程组pid_t tty_old_pgrp; //进程控制终端所在的组标识pid_t session; //进程的会话标识pid_t tgid;int leader; //表示进程是否为会话主管struct task_struct *p_opptr,*p_pptr,*p_cptr,*p_ysptr,*p_osptr;struct list_head thread_group; //线程链表struct task_struct *pidhash_next; //用于将进程链入HASH表struct task_struct **pidhash_pprev;wait_queue_head_t wait_chldexit; //供wait4()使用struct completion *vfork_done; //供vfork() 使用unsigned long rt_priority; //实时优先级用它计算实时进程调度时的weight值//it_real_valueit_real_incr用于REAL定时器单位为jiffies, 系统根据it_real_value//设置定时器的第一个终止时间. 在定时器到期时向进程发送SIGALRM信号同时根据//it_real_incr重置终止时间it_prof_valueit_prof_incr用于Profile定时器单位为jiffies。//当进程运行时不管在何种状态下每个tick都使it_prof_value值减一当减到0时向进程发送//信号SIGPROF并根据it_prof_incr重置时间.//it_virt_valueit_virt_value用于Virtual定时器单位为jiffies。当进程运行时不管在何种//状态下每个tick都使it_virt_value值减一当减到0时向进程发送信号SIGVTALRM根据//it_virt_incr重置初值。unsigned long it_real_value, it_prof_value, it_virt_value;unsigned long it_real_incr, it_prof_incr, it_virt_value;struct timer_list real_timer; //指向实时定时器的指针struct tms times; //记录进程消耗的时间unsigned long start_time; //进程创建的时间//记录进程在每个CPU上所消耗的用户态时间和核心态时间long per_cpu_utime[NR_CPUS], per_cpu_stime[NR_CPUS];//内存缺页和交换信息://min_flt, maj_flt累计进程的次缺页数Copy on Write页和匿名页和主缺页数从映射文件或交换//设备读入的页面数 nswap记录进程累计换出的页面数即写到交换设备上的页面数。//cmin_flt, cmaj_flt, cnswap记录本进程为祖先的所有子孙进程的累计次缺页数主缺页数和换出页面数。//在父进程回收终止的子进程时父进程会将子进程的这些信息累计到自己结构的这些域中unsigned long min_flt, maj_flt, nswap, cmin_flt, cmaj_flt, cnswap;int swappable:1; //表示进程的虚拟地址空间是否允许换出//进程认证信息//uid,gid为运行该进程的用户的用户标识符和组标识符通常是进程创建者的uidgid//euidegid为有效uid,gid//fsuidfsgid为文件系统uid,gid这两个ID号通常与有效uid,gid相等在检查对于文件//系统的访问权限时使用他们。//suidsgid为备份uid,giduid_t uid,euid,suid,fsuid;gid_t gid,egid,sgid,fsgid;int ngroups; //记录进程在多少个用户组中gid_t groups[NGROUPS]; //记录进程所在的组//进程的权能分别是有效位集合继承位集合允许位集合kernel_cap_t cap_effective, cap_inheritable, cap_permitted;int keep_capabilities:1;struct user_struct *user;struct rlimit rlim[RLIM_NLIMITS]; //与进程相关的资源限制信息unsigned short used_math; //是否使用FPUchar comm[16]; //进程正在运行的可执行文件名//文件系统信息int link_count, total_link_count;//NULL if no tty 进程所在的控制终端如果不需要控制终端则该指针为空struct tty_struct *tty;unsigned int locks;//进程间通信信息struct sem_undo *semundo; //进程在信号灯上的所有undo操作struct sem_queue *semsleeping; //当进程因为信号灯操作而挂起时他在该队列中记录等待的操作//进程的CPU状态切换时要保存到停止进程的task_struct中struct thread_struct thread;//文件系统信息struct fs_struct *fs;//打开文件信息struct files_struct *files;//信号处理函数spinlock_t sigmask_lock;struct signal_struct *sig; //信号处理函数sigset_t blocked; //进程当前要阻塞的信号每个信号对应一位struct sigpending pending; //进程上是否有待处理的信号unsigned long sas_ss_sp;size_t sas_ss_size;int (*notifier)(void *priv);void *notifier_data;sigset_t *notifier_mask;u32 parent_exec_id;u32 self_exec_id;spinlock_t alloc_lock;void *journal_info;};
三、查看进程
1.ps指令
用于查看进程状态常用于系统管理和故障排除。
使用该命令可以列出当前系统中正在运行的进程以及它们的PID、CPU利用率、内存占用等信息。
选项 -a显示所有用户的进程等同于-e选项。 -u以用户为主的格式来显示进程信息。 -x显示没有控制终端的进程。 -f全格式显示包括UID、PID、PPID、C、STIME、TTY、TIME、CMD等信息。 -e显示所有进程 ps命令会结合多个选项来使用以便更精确地控制输出的信息
常用
ps ajx | head -1 查看当前系统中所有进程
2.top指令 提供了一个动态的视图展示了系统中各个进程的资源占用情况包括 CPU 使用率、内存占用、运行时间等以及系统的整体状态如 CPU 和内存的负载情况。 PID进程ID USER运行该进程的用户 PR进程的优先级 NInice值用于调整进程的优先级 VIRT虚拟内存使用量 RES常驻内存使用量 SHR共享内存大小 S进程状态如S表示睡眠R表示运行 %CPUCPU使用率 %MEM内存使用率 TIME进程使用的CPU时间总计 COMMAND启动进程的命令名或命令行 top 命令显示的是实时的系统状态因此它会定期更新显示的信息默认是每3秒更新一次。 你可以通过按 d 键和 s 键来自定义更新的间隔时间和延迟时间
3.通过 /proc 系统文件夹查看
所有进程都会在Linux 下的这个【proc】目录中
