《liunx操作系统》课件12Linux内核简介-进程简介

1、Linux内核简介Huizhi Zhao概述Linux系统大致分成三层靠近硬件的底层是内核，即Linux操作系统常驻内存部分中间层是内核之外的shell层，即操作系统的系统程序部分最高层是应用层，即用户程序部分 内核内核是Linux操作系统的主要部分，实现进程管理、内存管理、文件系统、设备驱动和网络系统等功能，为内核外的所有程序提供运行环境Linux采用单块结构，所有的内核系统功能都包含在一个大型的内核软件中，支持动态装载和卸载模块模块机制可安装模块机制使在系统运行时可以动态的安装和拆卸模块，即经过编译但尚未连接的目标文件用户可以利用系统提供的插入模块和移走模块工具来装卸可安装模块设备驱动程序

2、或与设备驱动紧密相关的部分（如文件系统）都是利用可安装模块实现查看模块lsmod：模块名称/模块大小/依赖该模块的模块个数/当前依赖该模块的模块名称内核系统结构操作系统划分为内核和系统程序两部分系统程序及其他所有程序都在内核上运行系统内核结构核心底层的硬件控制模块负责处理中断并与机器通讯进程控制系统用于进程管理、进程同步、进程通信、进程调度和内存管理文件系统管理文件，分配文件空间内存管理控制内存分配与回收进程管理多个用户可以同时使用一个操作系统，每个用户可以同时运行多个命令计算机资源（内存、CPU等）以进程为单位进行管理进程是程序的一次执行过程，描述程序动态执行过程为了协调多个进程对这些共享资

3、源的访问，操作系统要跟踪所有进程的活动及它们对系统资源的使用情况，实时对进程和资源的动态管理进程模式系统进程只运行在内核模式，执行操作系统代码，完成管理性工作用户进程通常在用户模式，通过系统调用或出现中断、异常进入内核模式进程结构Linux系统中的进程具有一段可执行的程序（文本区域）独立的存储空间（数据区域）专用的系统堆栈空间（堆栈区域）私有的进程控制块（task_struct数据结构）task_strucutre结构task_strucutre结构系统中有一个进程向量数组task，元素为指向task_structure结构的指针创建新进程时，linux就从系统内存分配一个task_struc

4、ture的数据结构，并把首地址加入task数组包含进程状态、调度信息、标识符、内部进程通信、连接信息、时间和计时器、文件系统、虚拟内存、处理器信息查看进程动态信息top查看时刻更新的运行进程列表，实时显示系统中各个进程的资源占用状况Linux进程基本状态运行态（running）：进程正在运行或准备运行可中断等待态（interruptaible）：进程等待一个时间的发生或某种系统资源，能够被信号或中断唤醒不可中断等待态（uninterruptible）：不能被信号或中断唤醒，只有所等待的资源得到满足，才能被唤醒停止态（stopped）：接受一个信号，致使进程停止僵死态（zombie）：进程终止，

5、但控制结构还保留Linux进程状态的变化运行态查看进程信息ps -eF查看进程树pstree进程Linux操作系统启动的时候，内核只建立了一个init进程，剩下的所有进程都是init进程通过fork机制建立的当进程调用folk时，Linux在内存中开辟出一片新的内存空间给新的进程，并将老的进程空间中的内容复制到新的空间中，此后两个进程同时运行老进程成为新进程的父进程(parent process)，而相应的，新进程就是老的进程的子进程(child process)调用脚本在shell脚本中调用另一个脚本的三种不同方法(fork, exec, source) fork直接在脚本里面用调用可执行脚

6、本，运行的时候打开一个子shell执行调用的脚本，子shell执行完毕后返回父shell. 子shell从父shell继承export变量，但子shell中的变量不会带回父shell调用脚本exec不新开一个子shell来执行被调用的脚本，与父脚本在同一个shell内执行，但父脚本中exec行之后的内容就不会再执行了source不新开一个子shell来执行被调用的脚本，而是在同一个shell中执行，被调用的脚本中声明的变量都可以在主脚本中得到和使用示例在script1中调用script2script2script1Folk调用结果Exec调用结果Source调用结果终止指定进程kill 进程号强行终止进程：kill s 9 进程号终止进程终止终端线程进程是资源管理的最小单位，线程是程序执行的最小单位，一个进程至少需要一个线程作为它的指令执行体在一个进程中可以同时运行多个不同的线程来执行不同的任务，允许单个进程创建多个并行执行的线程来完成各自的任务线程进程管理资源（如cpu、内存、文件等），将线程分配到某个cpu上执行线程没有单独的地址空间（同一进程内的线程共享进程的地址空间）线程与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源线程多个线程彼此之间使用相同的地址空间，共享大部分数据启动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间线程间彼此切换所需的时间也远远小