UNIX進(jìn)程控制課件

UNIX進(jìn)程控制第一節(jié)UNIX中進(jìn)程的基本概念進(jìn)程與程序在并發(fā)環(huán)境下，一個(gè)正在執(zhí)行中的程序被稱為進(jìn)程。程序是外存中的可執(zhí)行文件。進(jìn)程實(shí)體由正文段、用戶數(shù)據(jù)段和棧段組成。多個(gè)進(jìn)程可以同時(shí)執(zhí)行同一個(gè)程序。2.UNIX中的進(jìn)程描述UNIX進(jìn)程上下文劃分為：proc結(jié)構(gòu)和user結(jié)構(gòu)用戶棧、核心棧正文段、數(shù)據(jù)段Proc結(jié)構(gòu)系統(tǒng)棧用戶棧數(shù)據(jù)段正文段User結(jié)構(gòu)(1)proc結(jié)構(gòu)－進(jìn)程最基本信息。進(jìn)程狀態(tài)。進(jìn)程用戶標(biāo)識(shí)。進(jìn)程標(biāo)識(shí)。進(jìn)程存儲(chǔ)大小。進(jìn)程調(diào)度參數(shù)。軟中斷信號(hào)項(xiàng)。執(zhí)行時(shí)間及資源使用。User結(jié)構(gòu)起始址。進(jìn)程頁表指針。被掛起事件描述(2)user結(jié)構(gòu)－是進(jìn)程的私有信息和數(shù)據(jù)。指向proc的指針。系統(tǒng)調(diào)用參數(shù)。與用戶標(biāo)識(shí)有關(guān)項(xiàng)。與文件結(jié)構(gòu)有關(guān)項(xiàng)。輸入輸出項(xiàng)。打開文件描述符。中斷及軟中斷參數(shù)。錯(cuò)誤信息。個(gè)段長度。文件權(quán)限屏蔽項(xiàng)。交換數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)程的一些重要信息PID一個(gè)整數(shù)，它是進(jìn)程唯一的標(biāo)識(shí)符，又稱進(jìn)程號(hào)。PID按進(jìn)程創(chuàng)建的順序賦值。PPID父進(jìn)程的PIDUID和EUIDUID是進(jìn)程創(chuàng)建者的UID。EUID是進(jìn)程的“有效”UID。設(shè)置了setuid位的程序運(yùn)行時(shí)，其進(jìn)程的UID和EUID可能不同。GID和EGIDGID是進(jìn)程的GID。EGID和GID的關(guān)系同UID與EUID。優(yōu)先級(jí)和謙讓值（niceness）進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)確定了其能獲得多少CPU時(shí)間。謙讓值又稱優(yōu)先數(shù)，值越高進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)越低。影響內(nèi)部優(yōu)先級(jí)的其他因素是進(jìn)程近來所耗用的CPU時(shí)間量以及等待運(yùn)行所耗費(fèi)的時(shí)間長度?？刂平K端當(dāng)從Shell啟動(dòng)一個(gè)命令時(shí)，其所在的終端通常就是新啟動(dòng)的進(jìn)程的控制終端。一個(gè)進(jìn)程的控制終端可以使用信號(hào)作為一種讓用戶中斷或掛起該進(jìn)程的手段。UNIX中的兩個(gè)特殊進(jìn)程0#進(jìn)程由內(nèi)核程序創(chuàng)建，初始化時(shí)創(chuàng)建1#進(jìn)程平時(shí)負(fù)責(zé)調(diào)度分配處理器管理中負(fù)責(zé)進(jìn)程調(diào)度與交換1#進(jìn)程是所有用戶進(jìn)程的祖先進(jìn)程第二節(jié)UNIX中進(jìn)程的生命周期UNIX如何建立進(jìn)程和在程序中啟動(dòng)程序？基本概念Unix中的進(jìn)程是由系統(tǒng)調(diào)用fork創(chuàng)建的實(shí)體。調(diào)用fork的進(jìn)程是父進(jìn)程，由fork創(chuàng)建的進(jìn)程是子進(jìn)程。一個(gè)進(jìn)程可以有多個(gè)子進(jìn)程，但只有一個(gè)父進(jìn)程。父子進(jìn)程的關(guān)系圖parentchildchildforkexecexit自動(dòng)waitZOMBIEexit自動(dòng)init孤兒父進(jìn)程在子進(jìn)程結(jié)束之前結(jié)束“僵尸進(jìn)程”是指那種處于退出中途狀態(tài)的進(jìn)程。fork系統(tǒng)調(diào)用功能：創(chuàng)建子進(jìn)程返回值：對(duì)子進(jìn)程返回0；對(duì)父進(jìn)程返回子進(jìn)程號(hào)（大于0）；創(chuàng)建失敗返回-1完成的工作：(1)在進(jìn)程表中為子進(jìn)程分配proc結(jié)構(gòu)；(2)給子進(jìn)程賦唯一的標(biāo)識(shí)符pid;(3)復(fù)制父進(jìn)程上下文的一個(gè)邏輯副本；(4)增加父進(jìn)程的文件表、索引節(jié)點(diǎn)表的引用數(shù)。建立進(jìn)程的典型代碼……pid=fork();if(pid==0)

{

/*

子進(jìn)程運(yùn)行，例如exec(“ap1”,…)

*/….

}else

if(pid>0){

/*

父進(jìn)程運(yùn)行,例如wait();

*/….

}else{

/*fork失敗的處理*/….

}exec系統(tǒng)調(diào)用系列功能：用參數(shù)中指定的可執(zhí)行程序副本覆蓋調(diào)用程序的正文段和數(shù)據(jù)段，并使用參數(shù)指定的執(zhí)行參數(shù)執(zhí)行新的代碼段。比較fork系統(tǒng)調(diào)用和exec系統(tǒng)調(diào)用調(diào)用的基本格式：

execve(pathname,argv,envp)

六種調(diào)用方式execveexecleexecvpexecvexeclexeclp執(zhí)行文件的路徑名字符指針數(shù)組，是可執(zhí)行程序的參數(shù)字符指針數(shù)組，指示執(zhí)行程序的環(huán)境l:長格式調(diào)用，每個(gè)參數(shù)指針獨(dú)立傳遞并以空指針0結(jié)束；v:用argv指針數(shù)組傳遞運(yùn)行參數(shù)；e：從envp指針數(shù)組傳遞環(huán)境參數(shù)；p：在當(dāng)前目錄中搜索指定的文件，否則在PATH指定的目錄中搜索。fork和exec的內(nèi)存變化實(shí)例比較main(){intpid;

pid=fork();if(pid==0) printf(“I’mthechild.\n”);elseif(pid>0) printf(“I’mtheparent.\n”);elseprintf(“forkfailed.\n”);printf(“programend.\n”);}main(){intpid;

pid=fork();if(pid==0){

printf(“I’mthechild.\n”);

execl(“/bin/ls”,”ls”,0);

perror(“execerror.\n”);}elseif(pid>0) printf(“I’mtheparent.\n”)elseprintf(“forkfailed.\n”);printf(“programend.\n”);}I’mthechild.programend.I’mtheparent.programend.I’mthechild.當(dāng)前目錄下的內(nèi)容I’mtheparent.programend.wait系統(tǒng)調(diào)用功能：等待子進(jìn)程結(jié)束，從而使父進(jìn)程與其執(zhí)行的子進(jìn)程的終止點(diǎn)同步調(diào)用格式：wait(status_addr)返回值：終止的子進(jìn)程的pidwaitpid系統(tǒng)調(diào)用子進(jìn)程結(jié)束時(shí)返回的狀態(tài)信息的地址UNIX中的進(jìn)程終止正常終止從main函數(shù)返回調(diào)用exit函數(shù)調(diào)用_exit系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)異常終止調(diào)用abort函數(shù)進(jìn)程接收到某信號(hào)SIGABRT信號(hào)exit系統(tǒng)調(diào)用功能：釋放進(jìn)程占用的資源返回給系統(tǒng)內(nèi)核一個(gè)值，由系統(tǒng)根據(jù)狀態(tài)字生成終止?fàn)顟B(tài)并反饋給wait()。可能產(chǎn)生的兩種異常情況：子進(jìn)程進(jìn)入僵死（zombie）狀態(tài)；子進(jìn)程變成孤兒。調(diào)用格式：exit(status)第三節(jié)

UNIX的進(jìn)程層次和初啟過程1.終端登錄2.網(wǎng)絡(luò)登錄終端登錄方式下的UNIX進(jìn)程層次注冊(cè)周期網(wǎng)絡(luò)登錄方式下的UNIX進(jìn)程層次例析UNIXshell的工作過程第四節(jié)相關(guān)的管理命令查看系統(tǒng)進(jìn)程ps命令系統(tǒng)管理員監(jiān)視進(jìn)程的主要工具?？捎糜陲@示進(jìn)程的PID、UID、優(yōu)先級(jí)及控制終端；還可給出進(jìn)程在使用多少內(nèi)存、耗用的CPU時(shí)間以及當(dāng)前的進(jìn)程狀態(tài)等；并明確地標(biāo)識(shí)出僵尸進(jìn)程。命令格式：ps[option]常用的兩種ps命令格式

ps-efps–ef輸出的解釋欄目內(nèi)容欄目內(nèi)容UID屬主的用戶名STIME進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)刻PID進(jìn)程IDTTY控制終端PPID父進(jìn)程IDTIME已耗用的CPU時(shí)間CCPU使用/調(diào)度信息COMD命令及參數(shù)

ps-auxps–aux輸出的解釋欄目內(nèi)容USER進(jìn)程屬主的用戶名PID進(jìn)程ID%CPU進(jìn)程正在使用的CPU時(shí)間的百分比%MEM進(jìn)程正在使用的實(shí)際內(nèi)存量的百分比VSZ進(jìn)程的虛存空間大小，單位為KBRSS駐留集大?。▋?nèi)存中1K大小的頁面?zhèn)€數(shù)）TT控制終端IDSTAT當(dāng)前進(jìn)程狀態(tài)START進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)刻TIME進(jìn)程已耗用的CPU時(shí)間COMMAND命令名和參數(shù)進(jìn)程狀態(tài)STAT值狀態(tài)含義R可運(yùn)行進(jìn)程可被執(zhí)行S睡眠中進(jìn)程在等待某資源W對(duì)換出進(jìn)程不在內(nèi)存中Z僵尸進(jìn)程處于“僵死”狀態(tài)T被阻止進(jìn)程被掛起top命令實(shí)時(shí)地對(duì)系統(tǒng)中資源的使用狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，顯示當(dāng)前系統(tǒng)中最占用CPU資源的進(jìn)程，同時(shí)提供一個(gè)交互界面讓用戶觀測(cè)系統(tǒng)的進(jìn)程情況。優(yōu)點(diǎn)：功能強(qiáng)；缺點(diǎn)：需要長久占用前臺(tái)。vmstat命令…進(jìn)程調(diào)度進(jìn)程的掛起及恢復(fù)掛起當(dāng)前的前臺(tái)作業(yè)：Ctrl+Z查看掛起的進(jìn)程：jobs命令恢復(fù)進(jìn)程的執(zhí)行恢復(fù)到前臺(tái)執(zhí)行：fg命令恢復(fù)到后臺(tái)執(zhí)行：bg命令改變進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)renice命令命令格式：renicenumberPID注意：普通用戶只能對(duì)自己的進(jìn)程使用renice超戶可以對(duì)任何進(jìn)程使用renice只有超戶才有權(quán)增加進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)終止進(jìn)程前臺(tái)進(jìn)程的中斷：Ctrl+C后臺(tái)進(jìn)程的中斷：kill命令kill命令功能：向進(jìn)程發(fā)送信號(hào)命令格式：kill[-signal]pid-9-HUP第五節(jié)周期性進(jìn)程什么時(shí)候會(huì)用到周期性的進(jìn)程？UNIX系統(tǒng)中的cron守護(hù)進(jìn)程crontab配置文件格式：minutehourdaymonthweekdaycommandcrontab文件的修改：crontab命令

只執(zhí)行一次的計(jì)劃性任務(wù)

at命令：在指定時(shí)刻執(zhí)行指定的命令序列；

batch命令：在系統(tǒng)負(fù)載較低、資源較空閑時(shí)執(zhí)行指定的命令系列。第六節(jié)出錯(cuò)的進(jìn)程掛起的進(jìn)程失控的進(jìn)程用戶進(jìn)程使用了過分的系統(tǒng)資源（如CPU、硬盤空間等）；系統(tǒng)進(jìn)程表現(xiàn)出瘋狂的行為。解決方法尋找失控的進(jìn)程判斷失控的原因STOP信號(hào)CONT信號(hào)歷史悠久的“鬼把戲”while1mkdiradircdadir

touchafileend作業(yè)1.讀下面兩個(gè)程序，寫出它們各自運(yùn)行的結(jié)果，并分析其結(jié)果不同的原因。程序1： 程序2：#include<stdio.h> #include<stdio.h>main() main(){intpid; {intpid;

pid=fork(); pid=fork();if(pid<0) if(pid<0){printf(“forkerror.\n”); {printf(“forkerror.\n”);exit(1); exit(1); }elseif(pid==0) }elseif(pid==0)

printf(“I’machild.\n”);

{printf(“I’machild.\n”);

printf(“Testprocess.\n”);exit(0);} }

prin