进程管理嵌入式linux开发课件

进程管理嵌入式Linux开发课件•进程管理概述•嵌入式Linux中的进程管理•进程同步与互斥CATALOGUE•进程间通信（IPC）目录•进程管理的高级话题•实践案例分析01进程管理概述进程的定义与特性总结词描述进程的基本概念和特性详细描述进程是程序的一次执行，具有动态性、独立性、制约性和有序性等特性它是程序的执行实例，负责实现程序的功能进程拥有独立的内存空间和系统资源，与其他进程相互隔离进程的状态及其转换总结词阐述进程的三种状态以及它们之间的转换关系详细描述进程状态分为运行态、阻塞态和就绪态运行态是进程正在占用CPU的状态；阻塞态是进程等待某个条件成立而暂时无法继续执行的状态；就绪态是进程已具备运行条件，等待CPU的状态进程状态可以互相转换，如运行态到就绪态、就绪态到阻塞态等进程的创建与终止总结词介绍进程的创建和终止方法详细描述进程可以通过系统调用或创建新进程函数来创建在Linux系统中，可以使用fork函数来创建一个新进程，该函数会复制当前进程并返回两次，一次在父进程中返回新创建子进程的PID，另一次在子进程中返回0进程终止可以通过系统调用exit来实现，该函数会释放进程所占用的所有资源并返回一个状态码给父进程02嵌入式Linux中的进程管理嵌入式Linux中的进程类型系统进程空闲进程由内核空间中的系统服务程序用于填充CPU时间片，避免创建，用于执行系统级任务CPU空闲用户进程守护进程孤儿进程由用户空间中的程序创建，用在系统启动时自动启动，并在父进程已退出，但子进程仍在于执行应用程序后台持续运行，提供某种服务运行进程调度策略先来先服务（FCFS）按照进程到达的顺序进行调度最短作业优先（SJF）优先调度预计运行时间最短的进程优先级调度根据进程优先级进行调度多级反馈队列根据进程的动态优先级进行调度进程间通信（IPC）信号命名管道（FIFO）用于进程间的异步通知共享内存任何进程都可以通过命名管道进多个进程可以访问同一块内存空行通信间管道消息队列用于父子进程之间的通信用于进程间的消息传递进程的优先级与nice值nice值用于调整进程的优先级，取值范围为-20到19，数值越大优先级越低实时优先级用于实时任务的优先级，数值越小优先级越高03进程同步与互斥临界区与互斥锁临界区临界区是一段互斥执行的代码，同一时间只能有一个进程进入临界区执行，以避免多个进程同时访问共享资源互斥锁互斥锁是一种同步机制，用于确保一次只有一个进程可以访问共享资源互斥锁通过加锁和解锁操作来控制进程对临界区的访问条件变量与信号量条件变量信号量条件变量用于进程间的同步，一个进程信号量是一种计数器，用于控制对共享资可以等待某个条件变量的信号，当条件源的访问信号量的值表示当前可用的共满足时，另一个进程发出信号通知该进VS享资源数量，当资源不足时，进程需要等程继续执行待或阻塞读写锁与自旋锁读写锁读写锁允许多个进程同时读取共享资源，但只允许一个进程写入这种锁适用于读操作频繁、写操作较少的场景自旋锁自旋锁是一种特殊的互斥锁，当一个进程无法获得锁时，它会一直循环等待（自旋）直到获得锁自旋锁适用于短时间内的资源访问控制死锁及其预防死锁预防死锁死锁是指两个或多个进程无限期地等待对方为了预防死锁，可以采用一些策略，如避免释放资源的情况如果不能及时解除死锁，循环等待、按顺序申请资源、设置超时时间会导致系统瘫痪等此外，还可以使用死锁避免算法来动态检测和解除死锁04进程间通信（IPC）管道通信命名管道匿名管道使用FIFO文件系统对象实现进程间通信，在父子进程之间实现双向通信，通常用于支持单向和双向通信shell命令的管道操作消息队列消息队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，用于进程间传递消息消息队列提供了持久化存储，即使在进程退出后，消息仍然保留在队列中共享内存共享内存允许多个进程访问同一块物理内存空间，实现高效的数据交换需要使用信号量或其它同步机制来协调对共享内存的访问，以避免数据冲突和竞态条件信号量集与消息传递系统信号量用于控制多个进程对共享资源消息传递系统使用套接字（sockets）的访问，通过计数器来协调资源访问实现进程间通信，支持多种协议和传输方式VS05进程管理的高级话题进程的跟踪与调试要点一要点二进程跟踪调试技术使用各种工具和技术，如strace、lsof等，跟踪进程的执行使用GDB等调试工具，对进程进行单步执行、断点设置、状态、系统调用、资源使用情况等变量查看等操作，定位和修复程序中的错误进程的迁移与容错进程迁移容错技术通过进程迁移技术，将一个正在运行的进程从一个节采用各种容错机制，如主从复制、分布式锁等，确保点转移到另一个节点上，实现负载均衡和容错进程在出现故障时能够快速恢复进程的资源限制与安全保护资源限制安全保护通过设置进程的资源限制，如CPU时间、内存使用量等，通过权限控制、沙箱技术等手段，保护进程免受恶意攻防止进程过度消耗系统资源击和误操作的影响06实践案例分析使用进程实现多任务处理进程概念进程创建进程是程序的一次执行，是系统进行资源分通过系统调用fork函数创建新进程，子进配和调度的基本单位程继承父进程的代码和数据进程控制进程同步使用系统调用如exec系列函数，在进程中通过信号量、互斥锁等机制，实现多个进程切换执行不同的程序间的同步使用IPC实现多个进程间的数据交换IPC概念管道通信进程间通信（IPC），是指不同进程之间进通过管道（pipe）实现父子进程间的通信，行数据共享和数据交换的一种机制管道是一种半双工的通信方式共享内存消息队列多个进程共享同一块物理内存空间，通过读进程间发送和接收消息的一种方式，通过内写共享内存实现数据交换核维护的消息队列实现使用信号量实现资源同步信号量概念信号量是一个整数值，用于保护共享资源，实现进程间的同步和互斥信号量操作通过P、V操作（wait/signal），控制对共享资源的访问死锁预防通过合理的信号量使用，避免死锁的发生，保证系统的正常运行感谢您的观看THANKS。