进程优先级/进程切换

1.优先级的基本概念进程优先级决定CPU执行顺序优先级高的进程优先获得CPU合理配置优先级可提升系统性能可将进程绑定到特定CPU核心运行把不重要进程隔离到某CPU避免干扰核心任务显著改善整体系统性能和资源利用效率一句话通过优先级控制执行顺序通过CPU绑定控制执行位置双管齐下优化系统。注意修改优先级进程一定已经在排队了2.查看系统进程的优先级这个命令可以查看进程更加详细的信息这里的PRI就代表的是这个进程可以被执行的优先级它的值越小越早被执行所以想要提升优先级就得让这个数字变小NI代表的是这个进程的nice值这个值是优先级的修正数据我们想要更改优先级的时候就可以更改这个nice值下一次这个进程再被执行的时候我们看的就是这个被更改的优先级的数据了之所以不直接修改PRI是因为进程正在被执行的时候不确定这个进程到底是什么优先级优先级PRI NICEUID是当前进程的用户IDLinux将我们的每一个用户名都会用个数字来表示后面确认是否是这个用户使用的就不再是用户名而是用户ID这个UID可以确定进程是谁创建的进程自己会记录谁创建的我而文件会记录是谁修改的我这样通过对比UID我们就可以确认当前用户是否有权限对我修改3.修正进程优先级在linux中其实不常用在xshell中输入top - r -进程pid -输入要将该进程的nince改的值(OS禁止频繁修改)nice值的取值范围为[19,20];总共有40个值为什么优先级在可控范围?分时操作系统进程调度尽量公平只有在可控范围才能让进程公平低调度4.进程切换4.1概念每个进程都要有自己的时间片时间到了进程就要切换操作系统是基于时间片进行调度轮转的一个进程在时间片到了的时候并不一定跑完了可以在任何地方重新调度切换所以如何进行进程切换?CPU 上下文切换其实际含义是任务切换或者说 CPU 寄存器切换。当多任务内核决定运行另一个任务时它会保存当前运行任务的状态即 CPU 寄存器中的全部内容。这些内容会被保存在该任务自身的堆栈中。入栈操作完成后再将下一个将要运行的任务的先前状态从其栈中重新装入 CPU 寄存器并开始该任务的运行。这一过程就是上下文切换。cpu内部存在的数据是进程执行的顺时数据cpu中有很多的寄存器寄存器内的数据是我们当前进程的上下文数据进程切换最核心的点是进程上下文数据的保存和恢复CPU执行进程的过程 :取指令、更新PC、分析和执行指令4.2上下文保护为了防止进程A被切换出去 又切换回来的时候应该从他刚才执行的位置接着执行所以在它刚开始被切换走的时候一定要将数据保存下来才能知道它上次被保存到位置所有的进程都要做这个操作每次保存完上下文数据之后进程都是全新的寄存器只有一套这一套寄存器是被多个进程共享的而切走的进程的上下文数据是被保存在内存中的其实进程的上下文数据只要保存到当前进程的PCB中就可以了缓存缓存的是指令4.3 eax寄存器EIP是指令指针寄存器用于存储下一条要执行指令的内存地址。CPU通过EIP读取指令并执行每执行完一条指令EIP自动更新指向后续指令。它是程序执行流程的关键控制单元。4.4 IR寄存器指令寄存器在CPU内部IR用于存储当前正在执行的指令。指令从内存取出后放入IR控制器对其进行译码并产生执行操作所需的控制信号4.5 PC指针PC指针Program Counter程序计数器是CPU中的一个寄存器用于永远指向下一条即将执行指令的内存地址5.进程调度5.1进程调度的最核心内容通过进程优先级的数值以及strpti ,以及开始的100个被当前进程使用的数组的值计算当前进程应该挂在哪个下标的指针数组上这两个数组一个是active,一个是expiredcpu调度只会看active而且只会在active队列中选择相应的进程新进程的插入会很影响队列的效率所以放在过期队列中这样active中进程越来越少然后操作系统只用交换expired和active的指针里的内容5.2 Linux O(1)调度算法bitmap[5]充当一个位图为0是表示对应位置为0为1表示这个位置有进程所以进程的查询一次就能检测32个位置如果为0就可以直接淘汰32个位置如果等于1再进去查询5.3进程在不同队列之间的切换意义是什么?所以这就是说一个结点可以在很多不同的位置原理是什么?这是因为在一个结构体中的字段的指针是相差不多的我们可以通过偏移量就可以的到对应元素的地址6.命令行参数我们的指令其实是argc和char*argv[],这个是由我们在命令行上输入的然后shell会把这个参数按照空格打断点插入到argv[ ]中但是我们指令(进程)是shell的子进程对于父进程的数据子进程也可以看到所以子进程就可以直接传给main函数了谁调用我们的main函数?系统自己维护的一个系统函数CRTstartup7. 环境变量7.1见一见环境变量env7.2见一见常见的环境变量① PATHecho $PATH每个路径之间用分割所以PATH其实就是一个路径集合在将xshell关闭之后再打开PATH又会恢复如初了也就是说PATH是一个内存级的而我们登录上就能看到的环境变量表存储在系统的配置文件里所以我们登录的时候系统会把我们的信息写在配置文件里②home表示当前用户的家目录刚一登上系统的目录就是家目录值得注意的是我们的子进程也会继承bash父进程的环境变量这也就是为什么我们的进程的路径始终在/home下③ PWD7.3获取环境变量的作用①可以对比当前操作的用户是否是我想让操作的getenv()可以获取环境变量int main() { const char * whogetenv(USER); if(strcmp(who,gy)0) { printf(执行程序的正常命令\n); } else { printf(你无权执行\n); } return 0; }7.4 本地变量也就是我们的系统会维护一个本地变量表所以bash其实也是一个解释器环境变量是可以被子进程去继承的7.5 取消环境变量unset 环境变量名环境变量是系统配置起作用的一种体现所以因为进程是独立的我们想要让其他进程看到同一个数据就可以把这个数据设置为环境变量