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linux的一个进程调度周期内新加入进程的处理机制分析

最近在研究Linux的短程调度(进程调度包括长程调度、中程调度和短程调度,详见参考博客1)相关的算法和调度器,由参考博客1可知,短程调度的主要任务是按照某种策略和算法将处理机分配给一个处于就绪状态的进程,分为抢占式和非抢占式。中程调度(又叫中级调度)的主要任务则是按照给定的原则和策略,将处于外存交换区中的就绪状态或等待状态的进程调入内存,或把处于内存就绪状态或内存等待状态的进程交换到外存交换区。长程调度(又叫高级调度)的主要任务则是将已进入系统并处于后备状态的作业按某种算法选择一个或一批,为其建立进程,并进入主机,装入内存;当该作业执行完毕时,负责回收系统资源。如下图所示:

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    作业、进程、线程

    大部分操作系统(如Windows、Linux)的任务调度是采用时间片轮转的抢占式调度方式,也就是说一个任务执行一小段时间后强制暂停去执行下一个任务,每个任务轮流执行。任务执行的一小段时间叫做时间片,任务正在执行时的状态叫运行状态,任务执行一段时间后强制暂停去执行下一个任务,被暂停的任务就处于就绪状态等待下一个属于它的时间片的到来。这样每个任务都能得到执行,由于CPU的执行效率非常高,时间片非常短,在各个任务之间快速地切换,给人的感觉就是多个任务在“同时进行”,这也就是我们所说的并发(别觉得并发有多高深,它的实现很复杂,但它的概念很简单,就是一句话:多个任务同时执行)。多任务运行过程的示意图如下:

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    Linux 进程管理

    Linux是一个多用户多任务的操作系统。多用户是指多个用户可以在同一时间使用同一个linux系统;多任务是指在Linux下可以同时执行多个任务,更详细的说,linux采用了分时管理的方法,所有的任务都放在一个队列中,操作系统根据每个任务的优先级为每个任务分配合适的时间片,每个时间片很短,用户根本感觉不到是多个任务在运行,从而使所有的任务共同分享系统资源,因此linux可以在一个任务还未执行完时,暂时挂起此任务,又去执行另一个任务,过一段时间以后再回来处理这个任务,直到这个任务完成,才从任务队列中去除。这就是多任务的概念。 上面说的是单CPU多任务操作系统的情形,在这种环境下,虽然系统可以运行多个任务,但是在某一个时间点,CPU只能执行一个进程,而在多CPU多任务的操作系统下,由于有多个CPU,所以在某个时间点上,可以有多个进程同时运行。 进程的的基本定义是:在自身的虚拟地址空间运行的一个独立的程序,从操作系统的角度来看,所有在系统上运行的东西,都可以称为一个进程。

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    图文介绍进程和线程的区别

    先了解一下操作系统的一些相关概念,大部分操作系统(如Windows、Linux)的任务调度是采用时间片轮转的抢占式调度方式,也就是说一个任务执行一小段时间后强制暂停去执行下一个任务,每个任务轮流执行。任务执行的一小段时间叫做时间片,任务正在执行时的状态叫运行状态,任务执行一段时间后强制暂停去执行下一个任务,被暂停的任务就处于就绪状态等待下一个属于它的时间片的到来。这样每个任务都能得到执行,由于CPU的执行效率非常高,时间片非常短,在各个任务之间快速地切换,给人的感觉就是多个任务在“同时进行”,这也就是我们所说的并发(并发简单来说多个任务同时执行)。

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