【文章內(nèi)容簡介】 。 進程調(diào)度 先來先服務(wù)和時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度 ? 對于實時進程， Linux采用的是先來先服務(wù)（ FCFS）和時間片輪轉(zhuǎn)（ RR）兩種調(diào)度策略。對應(yīng)這兩種調(diào)度策略，實時就緒進程被組織成 SCHED_FIFO和 SCHED_RR隊列。 ? 實時進程強調(diào)緊迫性，用實時優(yōu)先級 (rt_priority)表現(xiàn)進程的緊迫程度。 ? 對于先來先服務(wù)調(diào)度策略，實時優(yōu)先級高的進程，更緊迫，可優(yōu)先分配 CPU。在運行過程中，如果沒有優(yōu)先級更高的進程則一直運行，直到完成；如果有優(yōu)先級更高的進程，則會被搶占，進程放棄 CPU，被放到 SCHED_FIFO隊列的末尾排隊。 進程調(diào)度 ? 對于時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度策略，在實時進程運行過程中，counter為進程的剩余時間片。 ? 只要時間片沒有用完，進程會一直運行，直到有一個進程因 I/O阻塞，或者主動釋放 CPU，或者是 CPU被另一個具有更高 rt_priority的實時進程搶先，進程放棄 CPU，被放到 SCHED_RR隊列的末尾排隊。 進程間通信 ? 由于 Linux系統(tǒng)是多進程并發(fā)，所以，進程與進程之間需要相互交換數(shù)據(jù)，即進程間通信。 ? Linux進程通信繼承了 Unix進程通信方式，有信號、管道、消息、共享存儲區(qū)和信號量。 信號 1. 什么是信號 ? 信號是一種用軟件來模擬中斷方式的異步通信機制，也被稱為軟中斷（ Signal）。 ? 當(dāng)某事件發(fā)生時進程會向其他相關(guān)進程發(fā)出信號，也就是通常所謂的發(fā)出通知。 ? 接收進程事先并不知道什么時候信號到達，當(dāng)接收到信號后，會按照通信雙方事先約定的信息處理方式進行處理。 ? 信號按照發(fā)生的事件不同可分為硬件信號和軟件信號。 ? 硬件信號指通過計算機硬件引起信號發(fā)送，如按下鍵盤的某個鍵或某個硬件故障。 ? 軟件信號指通過系統(tǒng)函數(shù)調(diào)用形式引起信號發(fā)生，如 kill、raise、 alarm和 setitimer、 sigqueue以及一些非法運算操作。 信號 ? 在操作系統(tǒng)應(yīng)用中，當(dāng)系統(tǒng)運行某進程時，如果發(fā)現(xiàn)進程運行有問題，操作系統(tǒng)提供了按下鍵盤上的 CtrlC來停止進程的運行。實際上，這是相當(dāng)于用戶進程通過“ CtrlC”操作向系統(tǒng)的控制進程發(fā)送了信號。系統(tǒng)控制進程接收到該信號后，按事先約定的停止進程運行方式，控制進程的運行。 ? 每個進程在運行時都要通過信號機制檢查是否有其他進程發(fā)送的信號到達。如果有信號到達，則中斷正在執(zhí)行的程序并轉(zhuǎn)向與信號相對應(yīng)的處理程序，執(zhí)行對異常事件的處理。在處理完成后再返回原中斷點繼續(xù)執(zhí)行。信號對于進程相當(dāng)于中斷對于處理器。 ? 用命令“ kill –l”可得到 Red hat ，如表 。 信號 表 Red hat 編號 信號名稱 編號 信號名稱 編號 信號名稱 編號 信號名稱 1 SIGHUP 2 SIGINT 3 SIGQUIT 4 SIGILL 5 SIGTRAP 6 SIGABRT 7 SIGBUS 8 SIGFPE 9 SIGKILL 10 SIGUSR1 11 SIGSEGV 12 SIGUSR2 13 SIGPIPE 14 SIGALRM 15 SIGTERM 17 SIGCHLD 18 SIGCONT 19 SIGSTOP 20 SIGTSTP 21 SIGTTIN 22 SIGTTOU 23 SIGURG 24 SIGXCPU 25 SIGXFSZ 26 SIGVTALRM 27 SIGPROF 28 SIGWINCH 29 SIGIO 30 SIGPWR 31 SIGSYS 32 SIGRTMIN 33 SIGRTMIN+1 34 SIGRTMIN+2 35 SIGRTMIN+3 36 SIGRTMIN+4 37 SIGRTMIN+5 38 SIGRTMIN+6 39 SIGRTMIN+7 40 SIGRTMIN+8 41 SIGRTMIN+9 42 SIGRTMIN+10 43 SIGRTMIN+11 44 SIGRTMIN+12 45 SIGRTMIN+13 46 SIGRTMIN+14 47 SIGRTMIN+15 48 SIGRTMAX15 49 SIGRTMAX14 50 SIGRTMAX13 51 SIGRTMAX12 52 SIGRTMAX11 53 SIGRTMAX10 54 SIGRTMAX9 55 SIGRTMAX8 56 SIGRTMAX7 57 SIGRTMAX6 58 SIGRTMAX5 59 SIGRTMAX4 60 SIGRTMAX3 61 SIGRTMAX2 62 SIGRTMAX1 63 SIGRTMAX 信號 ? Linux操作系統(tǒng)繼承了 UNIX操作系統(tǒng)的信號機制，并在UNIX不可靠信號（由于 UNIX操作系統(tǒng)中的信號不支持排隊，容易丟失，所以是不可靠的信號。）的基礎(chǔ)上提出了可靠信號。在 Red hat ，信號值在 32到 63的信號為可靠信號。 ? 除了支持 Unix早期信號語義函數(shù) signal外， Linux還支持語義符合 sigaction（實際上，該函數(shù)基于 BSD。 BSD為了實現(xiàn)可靠信號機制，又能夠統(tǒng)一對外接口，用 sigaction函數(shù)重新實現(xiàn)了 signal函數(shù)）。 ? signal函數(shù)和 sigaction函數(shù)的最大區(qū)別在于，對所有信號，經(jīng)過 sigaction安裝的信號都能傳遞信息給信號處理函數(shù)，而經(jīng)過 signal安裝的信號卻不能向信號處理函數(shù)傳遞信息。 信號 ? 同樣，對于信號發(fā)送函數(shù) kill()和 sigqueue()也是一樣的。即經(jīng)過 sigqueue()發(fā)送的信號都能傳遞信息給信號處理函數(shù)，而經(jīng)過 kill()發(fā)送的信號卻不能傳遞給信號處理函數(shù)。 ? Linux進程對信號的響應(yīng)有三種方式： （ 1）忽略信號：對信號不做任何處理。其中 SIGKILL和SIGSTOP信號不能忽略； （ 2）捕捉信號：定義信號處理函數(shù)，當(dāng)信號發(fā)生時，執(zhí)行相應(yīng)的處理函數(shù)； （ 3）執(zhí)行缺省操作：對每種信號都有默認操作。其中，對實時信號的缺省操作是終止進程。 ? 采用何種方式來響應(yīng)信號，取決于傳遞給相應(yīng) API函數(shù)的參數(shù)。 信號 2. 信號的發(fā)送 ? 信號發(fā)送是發(fā)送進程調(diào)用發(fā)送函數(shù)，通過核心向一個或一組進程發(fā)送信號。 ? 普通用戶只能向自己的進程或同組進程發(fā)送信號，超級用戶可以向系統(tǒng)中的所有進程發(fā)送信號。 ? 信號發(fā)送后，如果目標(biāo)進程正在一個可被中斷的優(yōu)先級上睡眠，則核心會立即將其喚醒。 ? Linux的發(fā)送信號的函數(shù)有： kill()、 sigqueue()、 raise()、alarm()、 setitimer()和 abort()。 信號 （ 1） kill() 函數(shù) kill（）函數(shù)用于發(fā)送信號，其語法格式如下： int kill(pid_t pid,int sig)。 其中， pid是指定信號發(fā)往的進程或進程組的標(biāo)識符，通常： pid為正值，則核心將信號發(fā)送給直接指定接收信號的進程標(biāo)識符； pid為 0，則核心將信號發(fā)送給與發(fā)送進程同組的所有進程； pid為 1，則核心將信號發(fā)送給除自身以外的所有進程； pid小于 1，則核心將信號發(fā)送給進程組 gid為 pid的所有進程； 信號 ? 如果調(diào)用者不允許將信號傳送到由 pid指定的進程，則 kill函數(shù)調(diào)用失敗，函數(shù)返回值為 1，并且設(shè)定錯誤信號errno。 ? 參數(shù) sig指定欲發(fā)送信號的類型，可以使用信號的號碼，也可以使用符號名。 ? 當(dāng) sig的值為 0時，表示不發(fā)送信號，但是，仍會進行錯誤檢查，函數(shù)調(diào)用成功則返回 0。 ? 因此，利用發(fā)送 0信號可以檢查接收進程是否存在，或當(dāng)前進程是否具有向接收進程發(fā)送信號的權(quán)限。超級用戶權(quán)限的進程可以向任何進程發(fā)送信號。 信號 例 將軟件終止信號（信號碼為 15）發(fā)送給進程 pro1，查得pro1的 pid為 129。 kill(129,15) 或 kill(129,SIGTERM)； 另外，在 Shell中也可以用 kill作為命令發(fā)送信號，命令格式為： kill [sig] pid 其中 pid為接收進程的標(biāo)識符。 例 用命令 kill將信號 SIGUSR2送到進程 129。 $kill –17 129 信號 （ 2） sigqueue（） 函數(shù) 函數(shù) sigqueue（）用于發(fā)送具有傳遞參數(shù)的信號，其語法格式如下： int sigqueue(pid_t pid,int sig， const union sigval val)。 其中，第一個參數(shù)是指定接收信號的進程標(biāo)識符，第二個參數(shù)是即將發(fā)送的信號，第三個參數(shù)是聯(lián)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) union sigval，指定了信號傳遞的參數(shù)，即通常所說的 4字節(jié)值，定義如下： typedef union sigval { int sival_int。 void *sival_ptr。 }sigval_t。 如果 sigqueue函數(shù)調(diào)用成功，則返回 0；否則，返回 1。 信號 ? 雖然函數(shù) sigqueue（）能夠傳遞更多的信息，功能更加靈活和強大。但是，函數(shù) sigqueue（）只能向一個進程發(fā)送信號，不能向一個進程組發(fā)送信號。 ? 同樣， sig的值為 0，表示不發(fā)送信號。函數(shù)調(diào)用成功返回0值。 0值信號可用于檢查 pid的有效性以及當(dāng)前進程是否有權(quán)限向目標(biāo)進程發(fā)送信號。 信號 （ 3） raise（） ? raise（）函數(shù)用于向進程本身發(fā)送信號。調(diào)用成功返回 0；否則，返回 1。 raise（）函數(shù)的語法格式如下： int raise(int sig) 參數(shù) sig為即將發(fā)送的信號值。 信號 （ 4） alarm（） 函數(shù) alarm（）專門為 SIGALRM信號而設(shè)，在指定時間后，會向調(diào)用函數(shù)的進程發(fā)送信號 SIGALRM，所以SIGALRM信號又稱為鬧鐘時間。 alarm（）函數(shù)的語法格式如下： unsigned int alarm(unsigned int seconds) 參數(shù) seconds為鬧鐘時間（秒）。 進程調(diào)用 alarm后，任何以前的 alarm()調(diào)用都將無效。 如果參數(shù) seconds為零，那么進程內(nèi)將不再包含任何鬧鐘時間。 如果調(diào)用 alarm（）前，進程中已經(jīng)設(shè)置了鬧鐘時間，則返回上一個鬧鐘時間的剩余時間，否則返回 0。 信號 （ 5） setitimer（） 函數(shù) setitimer（）比函數(shù) alarm（）功能強大，支持 3種類型的定時器： ITIMER_REAL：設(shè)定鬧鐘的絕對時間。經(jīng)過指定的時間后，內(nèi)核將發(fā)送 SIGALRM信號給本進程； ITIMER_VIRTUAL：設(shè)定程序執(zhí)行時間。經(jīng)過指定的時間后，內(nèi)核將發(fā)送 SIGVTALRM信號給本進程； ITIMER_PROF：設(shè)定進程執(zhí)行以及內(nèi)核因本進程而消耗的時間和，經(jīng)過指定的時間后，內(nèi)核將發(fā)送 ITIMER_VIRTUAL信號給本進程； 信號 setitimer（）函數(shù)的語法格式如下： int setitimer(int which, const struct itimerval *value, struct itimerval *ovalue))。 該函數(shù)調(diào)用成功返回 0，否則返回 1。其中： 第一個參數(shù)指定定時器類型； 第二個參數(shù)是結(jié)構(gòu) itimerval的一個實例，結(jié)構(gòu) itimerval定義如下： struct itimerval { struct timeval it_interval。 /* next value */ struct timeval it_value。 /* current value */ }。 struct timeval { long tv_sec。 /* seconds */ long tv_usec。 /* microseconds */ }。 第三個參數(shù)可不做處理。 信號 （ 6） abort() 函數(shù) abort()用于向進程發(fā)送 SIGABORT信號，默認情況下進程會異常退出。其語法格式如下： void abort(void)。 該函數(shù)無返回值。 即使 SIGABORT被進程設(shè)置為阻塞信號，調(diào)用 abort()后，SIGABORT仍然能被進程接收。 信號 3. 信號的安裝和接收 進程要能夠接收信號并作相應(yīng)處理，則必須在進程中安裝信號。用函數(shù) signal()和 sigaction()安裝信號。 （ 1） signal（） 函數(shù) signal（）不支持信號傳遞信息，主要用于前 32種非實時信號的安裝。其語法格式如下：