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进程优先级和进程切换 ─── linux第12课

article 2026/3/26 21:53:35

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Z(zombie)-僵尸进程

僵尸进程危害

孤儿进程

​编辑

进程优先级

查看系统进程

用top命令更改已存在进程的nice：

其他概念

进程切换

进程如何切换

进程的调度

进程 = 内核数据结构 +代码和数据

创建进程时 ,先创建内核数据结构  再加载代码和数据

进程退出时, 先将代码和数据释放,再将退出信息(int code 其他信息)保存在task_struct ,task_struct会被OS维护起来,方便用户获取退出信息

Z(zombie)-僵尸进程

  • 僵死状态（Zombies）是一个比较特殊的状态。当进程退出并且父进程（使用wait()系统调用,后面讲） 没有读取到子进程退出的返回代码时就会产生僵死(尸)进程
  • 僵死进程会以终止状态保持在进程表中，并且会一直在等待父进程读取退出状态代码。
  • 所以，只要子进程退出，父进程还在运行，但父进程没有读取子进程状态，子进程进入Z状态

僵尸进程危害

  • 进程的退出状态必须被维持下去，因为他要告诉关心它的进程（父进程），你交给我的任务，我办的怎么样了。可父进程如果一直不读取，那子进程就一直处于Z状态？是的！
  • 维护退出状态本身就是要用数据维护，也属于进程基本信息，所以保存task_struct(PCB)中，换句话说，Z状态一直不退出，PCB一直都要维护, 一直占用内存？是的！
  • 那一个父进程创建了很多子进程，就是不回收，是不是就会造成内存资源的浪费？是的！
  • 因为数据结构 对象本身就要占用内存，想想C中定义一个结构体变量（对象），是要在内存的某个位置进行开辟空间！
  • 内存泄漏?是的！
  • 如何避免？后面讲

注意:

malloc申请的空间在内存上,此程序使用空间后 ,没有释放 

                1. 如果运行后此进程一直运行会产生内存泄漏

                2.如果进程结束了,不会产生内存泄漏

孤儿进程

父进程如果提前退出，那么子进程后退出，进入Z之后，那该如何处理呢？

父进程先退出，子进程就称之为“孤儿进程”

孤儿进程被1号init进程领养，当然要有init进程回收喽。

进程优先级

  • (是什么)进程优先级就是进程运行的先后顺序.
  • (为什么)优先级本质就是竞争cpu
  • (怎么做)用task_struct内元素描述 优先级数字越小 ,优先级越高
  • 优先级数字包含 PRI 和NI

查看系统进程

在linux或者unix系统中，用ps –l命令则会类似输出以下几个内容：

我们很容易注意到其中的几个重要信息，有下：

UID : 代表执行者的身份   

        类似文件1建立时记录的拥有者    两者对比可以判断此进程是否有对文件读写的权限            1.有,进程就可以进行对文件1的操作          2.没有,进程就不能进行对文件1的操作 

PID : 代表这个进程的代号

PPID ：代表这个进程是由哪个进程发展衍生而来的，亦即父进程的代号

PRI ：代表这个进程可被执行的优先级，其值越小越早被执行

NI ：代表这个进程的nice值

想要调整进程的优先级只能调整nice值   [-20 , 19]

                最终优先级(PRI) = PRI(默认80)+nice[-20 ,19]

用top命令更改已存在进程的nice：

  • top
  • 进入top后按“r”–>输入进程PID–>输入nice值

其他概念

  • 竞争性: 系统进程数目众多，而CPU资源只有少量，甚至1个，所以进程之间是具有竞争属性的。为了高效完成任务，更合理竞争相关资源，便具有了优先级
  • 独立性: 多进程运行，需要独享各种资源，多进程运行期间互不干扰
  • 并行: 多个进程在多个CPU下分别，同时进行运行，这称之为并行
  • 并发: 多个进程在一个CPU下采用进程切换的方式，在一段时间之内，让多个进程都得以推进，称之为并发

进程切换

时间片到了,进程切换

linux是基于时间片进行调度切换的

进程时间片到了,并不一定跑完了,要立即切换,此时进程可能进行到任意位置.

进程如何切换

  • 切换的方式是此进程的上下文数据的保存和恢复

                保存: 将上下文数据保存

                恢复: 将上下文数据恢复到寄存器中

  • 上下文数据是此进程运行时, cpu中eax ebx pc ir等寄存器中的数据 
  • 上下文数据在task_struct的tss中

cpu中有很多寄存器 ,进程运行时的临时数据在寄存器上存储

        如 pc:记录了正在执行指令的下一条指令的地址

            ir: 指令寄存器 ,记录了正在执行的指令

进程的调度

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