進程管理嵌入式linux開發(fā)課件

進程管理嵌入式Linux開發(fā)課件CATALOGUE目錄進程管理概述嵌入式Linux中的進程管理進程同步與互斥進程間通信（IPC）進程管理的高級話題實踐案例分析01進程管理概述總結(jié)詞描述進程的基本概念和特性詳細描述進程是程序的一次執(zhí)行，具有動態(tài)性、獨立性、制約性和有序性等特性。它是程序的執(zhí)行實例，負責實現(xiàn)程序的功能。進程擁有獨立的內(nèi)存空間和系統(tǒng)資源，與其他進程相互隔離。進程的定義與特性闡述進程的三種狀態(tài)以及它們之間的轉(zhuǎn)換關系總結(jié)詞進程狀態(tài)分為運行態(tài)、阻塞態(tài)和就緒態(tài)。運行態(tài)是進程正在占用CPU的狀態(tài)；阻塞態(tài)是進程等待某個條件成立而暫時無法繼續(xù)執(zhí)行的狀態(tài)；就緒態(tài)是進程已具備運行條件，等待CPU的狀態(tài)。進程狀態(tài)可以互相轉(zhuǎn)換，如運行態(tài)到就緒態(tài)、就緒態(tài)到阻塞態(tài)等。詳細描述進程的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換進程的創(chuàng)建與終止介紹進程的創(chuàng)建和終止方法總結(jié)詞進程可以通過系統(tǒng)調(diào)用或創(chuàng)建新進程函數(shù)來創(chuàng)建。在Linux系統(tǒng)中，可以使用fork()函數(shù)來創(chuàng)建一個新進程，該函數(shù)會復制當前進程并返回兩次，一次在父進程中返回新創(chuàng)建子進程的PID，另一次在子進程中返回0。進程終止可以通過系統(tǒng)調(diào)用exit()來實現(xiàn)，該函數(shù)會釋放進程所占用的所有資源并返回一個狀態(tài)碼給父進程。詳細描述02嵌入式Linux中的進程管理孤兒進程父進程已退出，但子進程仍在運行?？臻e進程用于填充CPU時間片，避免CPU空閑。守護進程在系統(tǒng)啟動時自動啟動，并在后臺持續(xù)運行，提供某種服務。用戶進程由用戶空間中的程序創(chuàng)建，用于執(zhí)行應用程序。系統(tǒng)進程由內(nèi)核空間中的系統(tǒng)服務程序創(chuàng)建，用于執(zhí)行系統(tǒng)級任務。嵌入式Linux中的進程類型先來先服務（FCFS）按照進程到達的順序進行調(diào)度。最短作業(yè)優(yōu)先（SJF）優(yōu)先調(diào)度預計運行時間最短的進程。優(yōu)先級調(diào)度根據(jù)進程優(yōu)先級進行調(diào)度。多級反饋隊列根據(jù)進程的動態(tài)優(yōu)先級進行調(diào)度。進程調(diào)度策略進程間通信（IPC）信號用于進程間的異步通知。命名管道（FIFO）任何進程都可以通過命名管道進行通信。管道用于父子進程之間的通信。共享內(nèi)存多個進程可以訪問同一塊內(nèi)存空間。消息隊列用于進程間的消息傳遞。進程的優(yōu)先級與nice值nice值用于調(diào)整進程的優(yōu)先級，取值范圍為-20到19，數(shù)值越大優(yōu)先級越低。實時優(yōu)先級用于實時任務的優(yōu)先級，數(shù)值越小優(yōu)先級越高。03進程同步與互斥臨界區(qū)臨界區(qū)是一段互斥執(zhí)行的代碼，同一時間只能有一個進程進入臨界區(qū)執(zhí)行，以避免多個進程同時訪問共享資源?；コ怄i互斥鎖是一種同步機制，用于確保一次只有一個進程可以訪問共享資源?；コ怄i通過加鎖和解鎖操作來控制進程對臨界區(qū)的訪問。臨界區(qū)與互斥鎖VS條件變量用于進程間的同步，一個進程可以等待某個條件變量的信號，當條件滿足時，另一個進程發(fā)出信號通知該進程繼續(xù)執(zhí)行。信號量信號量是一種計數(shù)器，用于控制對共享資源的訪問。信號量的值表示當前可用的共享資源數(shù)量，當資源不足時，進程需要等待或阻塞。條件變量條件變量與信號量讀寫鎖允許多個進程同時讀取共享資源，但只允許一個進程寫入。這種鎖適用于讀操作頻繁、寫操作較少的場景。自旋鎖是一種特殊的互斥鎖，當一個進程無法獲得鎖時，它會一直循環(huán)等待（自旋）直到獲得鎖。自旋鎖適用于短時間內(nèi)的資源訪問控制。讀寫鎖與自旋鎖自旋鎖讀寫鎖死鎖是指兩個或多個進程無限期地等待對方釋放資源的情況。如果不能及時解除死鎖，會導致系統(tǒng)癱瘓。為了預防死鎖，可以采用一些策略，如避免循環(huán)等待、按順序申請資源、設置超時時間等。此外，還可以使用死鎖避免算法來動態(tài)檢測和解除死鎖。死鎖預防死鎖死鎖及其預防04進程間通信（IPC）命名管道使用FIFO文件系統(tǒng)對象實現(xiàn)進程間通信，支持單向和雙向通信。匿名管道在父子進程之間實現(xiàn)雙向通信，通常用于shell命令的管道操作。管道通信消息隊列消息隊列是一種先進先出（FIFO）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于進程間傳遞消息。消息隊列提供了持久化存儲，即使在進程退出后，消息仍然保留在隊列中。共享內(nèi)存共享內(nèi)存允許多個進程訪問同一塊物理內(nèi)存空間，實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)交換。需要使用信號量或其它同步機制來協(xié)調(diào)對共享內(nèi)存的訪問，以避免數(shù)據(jù)沖突和競態(tài)條件。VS信號量用于控制多個進程對共享資源的訪問，通過計數(shù)器來協(xié)調(diào)資源訪問。消息傳遞系統(tǒng)使用套接字（sockets）實現(xiàn)進程間通信，支持多種協(xié)議和傳輸方式。信號量集與消息傳遞系統(tǒng)05進程管理的高級話題進程跟蹤使用各種工具和技術(shù)，如strace、lsof等，跟蹤進程的執(zhí)行狀態(tài)、系統(tǒng)調(diào)用、資源使用情況等。要點一要點二調(diào)試技術(shù)使用GDB等調(diào)試工具，對進程進行單步執(zhí)行、斷點設置、變量查看等操作，定位和修復程序中的錯誤。進程的跟蹤與調(diào)試通過進程遷移技術(shù)，將一個正在運行的進程從一個節(jié)點轉(zhuǎn)移到另一個節(jié)點上，實現(xiàn)負載均衡和容錯。進程遷移采用各種容錯機制，如主從復制、分布式鎖等，確保進程在出現(xiàn)故障時能夠快速恢復。容錯技術(shù)進程的遷移與容錯資源限制通過設置進程的資源限制，如CPU時間、內(nèi)存使用量等，防止進程過度消耗系統(tǒng)資源。安全保護通過權(quán)限控制、沙箱技術(shù)等手段，保護進程免受惡意攻擊和誤操作的影響。進程的資源限制與安全保護06實踐案例分析進程是程序的一次執(zhí)行，是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的基本單位。進程概念通過系統(tǒng)調(diào)用fork()函數(shù)創(chuàng)建新進程，子進程繼承父進程的代碼和數(shù)據(jù)。進程創(chuàng)建使用系統(tǒng)調(diào)用如exec()系列函數(shù)，在進程中切換執(zhí)行不同的程序。進程控制通過信號量、互斥鎖等機制，實現(xiàn)多個進程間的同步。進程同步使用進程實現(xiàn)多任務處理IPC概念進程間通信（IPC），是指不同進程之間進行數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)交換的一種機制。管道通信通過管道（pipe）實現(xiàn)父子進程間的通信，管道是一種半雙工的通信方式。共享內(nèi)存多個進程共享同一塊物理內(nèi)存空間，通過讀寫共享內(nèi)存實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。消息隊列進程間發(fā)送和接收消息的一種方式，通過內(nèi)核維護的消息隊列實現(xiàn)。使用IPC實現(xiàn)多個進程間的數(shù)據(jù)交換信號量概