进程模型的研究

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1、万方数据第13卷第2期2011年2月电子元器件盔用ElectronicComponent&DeviceApplicationsV01．13No．2Feb．2011进程模型的研究陈果(湖北武汉空军雷达学院，湖北武汉430019)摘要：进程是任何多通道程序设计的操作系统中的基本概念，文中就目前最流行的Windows和'Linux$1L作系统的进程模型做了较详细的描述．并从各方面对Linux；l桑作系统和Windows操作系统下的进程结构进行了分析对比。关键词：进程；Windows；Linux；操作系统O引言threadinfo操作系统中最核心的概念

2、是进程，进程也是鬻并发程序设计中的一个最重要、最基本的概念。⋯进程是一个动态的过程，即进程有生命周期，它run_l眦拥有资源。是程序的执行过程，其状态是变化～的。WindOWS、unix和Linux是目前最流行的几个一操作系统，由于Linux和unix有很多的相似性，这里仅分析Windows和Linux操作系统中的进程模。。二型。⋯try1Linux进程模型⋯1．1Linux进程描述符为了管理进程，内核必须对每个进程所做的事情进行清楚的描述，这正是进程描述符的功能。进程描述符都是task_struet类型结构，它的字段包含了与一个进程相关的所有

3、信息。进程描述符包含了进程的所有信息，如图1所示，task_struct是一个非常复杂的结构。这里重点分析其包含的信息：进程状态(Stak)；进程调度信息(SchedulingInfoMh)；各种知识符(Identifiers)；进程通信有关信息(IPC，Inter_ProcessCorn-munication)；时间和定时器信息TimesandTimers)；进程链接信息(Links)；收稿日期：2010—1l—1852电手元器件主硐2011．2wunv．ecda．cntaskstructi⋯⋯●_§⋯～·●Hj⋯’r”l口⋯⋯息B，冀塞寤磊

4、曩针ttystruct口一⋯姆fsstruct口蝴录万方数据第13卷第2期2011年2月攮壤净台V01．13No．2Feb．2011述一种可能的进程状态。下面是可能的6种状态：①可运行状态进程要么在CPU上执行，要么准备执行。正在运行的进程就是当前进程(由current所指向的进程)，而准备运行的进程只要得到CPU就可以运行，CPU是这些进程唯一等待的系统资源。(参可中断的等待状态进程被挂起(睡眠)，直到某个条件变为真。(勤不可中断的等待状态与可中断的等待状态类似，但有一点不同，把信号传递到睡眠进程不能改变它的状态。④暂停状态进程的执行被暂停。

5、通常当进程接收到SIGsTOP、SIGl'sTP、SIGlⅥN或SIG’兀’oU信号后就处于这种状态。⑤跟踪状态进程的执行已lildebugger程序暂停。⑥僵死状态进程的执行被终止，但在发布wait40系统调用前，在进程表中仍然有它的任务结构。图2给出了一个进程的执行状态转换关系。图2Linux进程模型图(2)进程调度信息调度程序利用这部分信息决定系统中哪个进程最应该运行，并结合进程的状态信息保证系统运转的公平和高效。这一部分信息通常包括进程的类别(普通进程还是实时进程)、进程的优先级等，如表l所示。(3)标识符Linux操作系统中允许用户使

6、用一个叫做进程标识符processID(或PID)的数来标志进程，PID存放在进程描述符的pid字段中。PID被顺序编号。新创建进程的PID通常是前一个进程的PID裹1进程调度信息域名含义th,cad．_ido-->t蛔priostatic_priopolicyrt_priority调度标志动态优先级静态优先级调度策略实时优先级加l。不过PID有一个上限值。当内核使用的PID达到这个上限值的时候就必须开始循环使用已闲置的小PID号。(4)进程通信有关信息为了使进程能在同一项任务上协调工作．进程之间必须能进行通信即交流数据。Linux支持多种不同

7、形式的通信机制。它包含如下域：spinlock_tsigmask_lock：信号掩码的自旋锁longblocked：信号掩码structsignal*sig：信号处理函数structsem_undo*semundo：为避免死锁而在信号量上设置的取消操作structsem_queue幸semsleeping：与信号量操作相关的等待队列(51进程链接信息程序创建的进程具有父，子关系。如果一个进程创建多个子程序时。则子进程之间具有兄弟关系。图3显示了一组进程间的亲属关系。进程Po接连创建了Pl，P2和P3，进程P3又创建了P4。图3五个进程闻的亲属关

8、系图(回时间和定时器信息一个进程从创建到终止叫做该进程的生存期。进程在其生存期内使用CPU的时间，内核都要对其进行记录。以便进行统计、计费等有关操ww