4.4、 Linux进程排队

简介: 4.4、 Linux进程排队

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前言

如果后续讲解看不懂,请移步先看完前导知识


狭义上我们说,进程 = 内核数据结果 + 可执行程序代码和数据,进程排队,一定是进程在等待某种资源,可以是CPU,磁盘,键盘,也可以是软件资源,而且我们要明白,进程排队一定是他的task_struct在排队,不是可执行程序在排队。

进程不是一直都在运行,就算是已经放在了CPU上,CPU也不会一直去跑一个进程,我们写一个死循环并执行他,也只是有些卡顿,其他进程依然在跑,并不是说一直执行这个死循环,这里我们引入时间片这个概念,CPU执行进程是有一个时间的,就比如说给你执行1ms以后,去执行其他进程1ms,而不是一个进程一直跑,否则这个死循环占着CPU不下来一直执行,其他进程不就无法执行了吗,但现实是我们尽管卡了点,但是其他进程运行正常。

一个CPU只有一个运行队列,也就是说几个CPU,就有几个运行队列,我们一般人用的都是单CPU,所以只有一个运行队列。

我们前面说到可执行程序加载到内存中,操作系统要管理他,于是就先用task_struct描述起来,接着再用链表组织起来,这里的链表是双链表,而且不同于我们平常意义上的双链表,那么我们运行他,就必然要把他加入CPU的运行队列里,那么这个链表怎么办,难道移除不让操作系统管理了吗?

首先我们要说到的是task_struct可以被连入多个数据结构中,接下来看图

task_struct里可以通过增加listnode节点来找到其他进程,同时也让我们不用去以移除进程来达到连入运行队列的目的,但是你也许会有疑问,节点在中间,前面的数据你怎么找,如何拿到进程控制块的首地址?

这样我们就可以将进程连入任意数据结构中,而且还可以让操作系统很好的管理他们,不需要移除链表。

这样我们也就明白了进程是如何连入CPU运行队列的,我们要说到的是,只有在CPU运行队列里的进程,才是运行状态,等待资源,卡住不动的是阻塞或者挂起状态。

他们在CPU上如何排队我们也就知道了

那么当进程处于阻塞状态,比如一个可执行程序里有scanf函数,需要键盘资源,当运行到scanf时,就会处于阻塞状态,此时进程就会从运行队列里拿下来,连入到描述键盘的结构体,看图

等到键盘输入后,这个进程才会再次连入运行列表。

其实在我的理解中,CPU也是硬件,他也是device,所以他的结构应该和上图一样,只是叫做运行队列,更准确点,应该是这样

进程都是在需要某种资源,需要什么,就连入那里。

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