Глава 3 Управление процессами

Глава 3

Управление процессами

Процесс — одно из самых важных абстрактных понятий в Unix-подобных операционных системах[8]. По сути, процесс — это программа, т.е. объектный код, хранящийся на каком-либо носителе информации и находящийся в состоянии исполнения. Однако процесс — это не только исполняемый программный код, который для операционной системы Unix часто называется text section (сегмент текста или сегмент кода). Процессы также включают в себя сегмент данных (data section), содержащий глобальные переменные; набор ресурсов, таких как открытые файлы и ожидающие на обработку сигналы; адресное пространство и один или более потоков выполнения. Процесс — это живой результат выполнения программного кода.

Потоки выполнения, которые часто для сокращения называют просто потоками (thread), представляют собой объекты, выполняющие определенные операции внутри процесса. Каждый поток включает в себя уникальный счетчик команд (program counter), стек выполнения и набор регистров процессора. Ядро планирует выполнение отдельных потоков, а не процессов. В традиционных Unix-подобных операционных системах каждый процесс содержал только один поток. Однако в современных системах многопоточные программы используются очень широко. Как будет показано далее, в операционной системе Linux используется уникальная реализация потоков — между процессами и потоками нет никакой разницы. Поток в операционной системе Linux — это специальный тип процесса.

В современных операционных системах процессы предусматривают наличие двух виртуальных ресурсов: виртуального процессора и виртуальной памяти. Виртуальный процессор создает для процесса иллюзию, что этот процесс монопольно использует всю компьютерную систему, за исключением, может быть, только того, что физическим процессором совместно пользуются десятки других процессов. В главе 4, "Планирование выполнения процессов", эта виртуализация обсуждается более подробно. Виртуальная память предоставляет процессу иллюзию того, что он один располагает всей памятью компьютерной системы. Виртуальной памяти посвящена глава 11, "Управление памятью". Потоки совместно используют одну и ту же виртуальную память, хотя каждый поток получает свой виртуальный процессор.

Следует подчеркнуть, что сама по себе программа процессом не является; процесс — это выполняющаяся программа плюс набор соответствующих ресурсов. Конечно, может существовать два процесса, которые исполняют одну и ту же программу. В действительности может даже существовать два или больше процессов, которые совместно используют одни и те же ресурсы, такие как открытые файлы, или адресное пространство. Процесс начинает свое существование с момента создания, что впрочем не удивительно. В операционной системе Linux такое создание выполняется с помощью системного вызова fork() (буквально, ветвление или вилка), который создает новый процесс путем полного копирования уже существующего. Процесс, который вызвал системную функцию fork(), называется порождающим (родительским, parent), новый процесс именуют порожденным (дочерний, child). Родительский процесс после этого продолжает выполнение, а порожденный процесс начинает выполняться с места возврата из системного вызова. Часто после разветвления в одном из процессов желательно выполнить какую-нибудь другую программу. Семейство функций exec*() позволяет создать новое адресное пространство и загрузить в него новую программу. В современных ядрах Linux функция fork() реализована через системный вызов clone(), который будет рассмотрен в следующем разделе.

Выход из программы осуществляется с помощью системного вызова exit(). Эта функция завершает процесс и освобождает все занятые им ресурсы. Родительский процесс может запросить о состоянии порожденных им процессов с помощью системного вызова wait4()[9], который заставляет один процесс ожидать завершения другого. Когда процесс завершается, он переходит в специальное состояние зомби (zombie), которое используется для представления завершенного процесса до того момента, пока порождающий его процесс не вызовет системную функцию wait() или waitpid().

Иное название для процесса — задание или задача (task). О процессах в ядре операционной системы Linux говорят как о задачах. В этой книге оба понятия взаимозаменяемы, хотя по возможности для представления работающей программы в ядре будет использоваться термин задача, а для представления в режиме пользователя — термин процесс.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Похожие главы из других книг

ГЛАВА 7. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ

Из книги Архитектура операционной системы UNIX автора Бах Морис Дж

ГЛАВА 7. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ В предыдущей главе был рассмотрен контекст процесса и описаны алгоритмы для работы с ним; в данной главе речь пойдет об использовании и реализации системных функций, управляющих контекстом процесса. Системная функция fork создает новый


8.4. Управление процессами

Из книги Linux для пользователя автора Костромин Виктор Алексеевич

8.4. Управление процессами Первым делом научимся определять, какие процессы в системе запущены. Для этого в Linux (как и во всех UNIX-системах) имеется команда ps. Если ее запустить без всяких параметров, то она выдает список процессов, запущенных в текущей сессии. Если вы хотите


Управление процессами

Из книги Основы AS/400 автора Солтис Фрэнк

Управление процессами Время — это средство, с помощью которого Природа не дает всему происходить сразу. В компьютерах таким средством служат процессы. Процесс — это исполняющаяся программа. Он состоит из исполняемой программы, данных программы и некоторой информации


ГЛАВА 11 Взаимодействие между процессами

Из книги Системное программирование в среде Windows автора Харт Джонсон М

ГЛАВА 11 Взаимодействие между процессами В главе 6 было показано, как создавать процессы и управлять ими, тогда как главы 7—10 были посвящены описанию методов управления потоками, которые выполняются внутри процессов, и объектов, обеспечивающих их синхронизацию. Вместе с


ГЛАВА 04 УПРАВЛЕНИЕ

Из книги SAP Business One. Строим эффективный бизнес автора Елашкин Михаил

ГЛАВА 04 УПРАВЛЕНИЕ Однажды сороконожку спросили, с какой ноги она начинает движение. С тех пор она не может сдвинуться с места, мучительно размышляя над тем, с какой ноги начинать. Это старая шутка, но попробуйте задуматься: как вы управляете своей компанией? Не знаю,


Глава 8. Управление потоком.

Из книги VBA для чайников автора Каммингс Стив

Глава 8. Управление потоком. В этой главе ...~ Использование управляющих структур для управления происходящим~ Проверка условий с помощью условных выражений~ Принятие решений с помощью операторов If. . .Then и SelectCase~ Повторение выполнения действий с помощью операторов For...Next, For


Управление процессами

Из книги Язык программирования Си для персонального компьютера автора Бочков C. О.

Управление процессами Функция Краткое описание abort завершить процесс execl выполнить порождаемый процесс со списком аргументов execle выполнить порождаемый процесс со списком аргументов и заданным окружением (контекстом имен командного языка операционной


Глава 26 Управление процессами

Из книги Linux автора Стахнов Алексей Александрович

Глава 26 Управление процессами Данная глава посвящена процессам операционной системы Linux. Поскольку администрирование операционной системы в конечном счете сводится к управлению процессами, вполне логично выделить отдельную главу на описание столь важной темы.Каждый


Глава 6 Управление экраном

Из книги AutoCAD 2008 для студента: популярный самоучитель автора Соколова Татьяна Юрьевна

Глава 6 Управление экраном Система AutoCAD обладает широкими возможностями отображения различных видов рисунка. Предусмотрены команды, которые позволяют при редактировании чертежа быстро перемещаться от одного его фрагмента к другому для визуального контроля внесенных


Глава 9 Управление процессами и каналы

Из книги Linux программирование в примерах автора Роббинс Арнольд

Глава 9 Управление процессами и каналы Как мы говорили в главе 1 «Введение», если бы нужно было резюмировать Unix (а следовательно, и Linux) в трёх словах, это были бы «файлы и процессы». Теперь, когда мы увидели, как работать с файлами и каталогами, время взглянуть на оставшуюся


9.1. Создание и управление процессами

Из книги Операционная система UNIX автора Робачевский Андрей М.

9.1. Создание и управление процессами В отличие от многих предшествующих и последующих операционных систем, создание процессов в Unix задумывалось (и было сделано) дешевым. Более того, Unix разделяет идеи «создания нового процесса» и «запуска данной программы в процессе». Это


Создание и управление процессами

Из книги Разработка ядра Linux автора Лав Роберт

Создание и управление процессами Работая в командной строке shell вы, возможно, не задумывались, каким образом запускаются программы. На самом деле каждый раз порождается новый процесс, а затем загружается программа. В UNIX эти два этапа четко разделены. Соответственно


Глава 3 Подсистема управления процессами

Из книги автора

Глава 3 Подсистема управления процессами Сердцем операционной системы UNIX является подсистема управления процессами. Практически все действия ядра имеют отношение к процессам, будь то обслуживание системного вызова, генерация сигнала, размещение памяти, обработка


Глава 3 Управление процессами

Из книги автора

Глава 3 Управление процессами Процесс — одно из самых важных абстрактных понятий в Unix-подобных операционных системах[8]. По сути, процесс — это программа, т.е. объектный код, хранящийся на каком-либо носителе информации и находящийся в состоянии исполнения. Однако