进程管理嵌入式linux开发课件

进程管理嵌入式Linux开发课件CATALOGUE目录进程管理概述嵌入式Linux中的进程管理进程同步与互斥进程间通信（IPC）进程管理的高级话题实践案例分析01进程管理概述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。进程的定义与特性阐述进程的三种状态以及它们之间的转换关系总结词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。详细描述进程的状态及其转换进程的创建与终止介绍进程的创建和终止方法总结词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。详细描述02嵌入式Linux中的进程管理孤儿进程父进程已退出，但子进程仍在运行。空闲进程用于填充CPU时间片，避免CPU空闲。守护进程在系统启动时自动启动，并在后台持续运行，提供某种服务。用户进程由用户空间中的程序创建，用于执行应用程序。系统进程由内核空间中的系统服务程序创建，用于执行系统级任务。嵌入式Linux中的进程类型先来先服务（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。进程调度策略进程间通信（IPC）信号用于进程间的异步通知。命名管道（FIFO）任何进程都可以通过命名管道进行通信。管道用于父子进程之间的通信。共享内存多个进程可以访问同一块内存空间。消息队列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。临界区与互斥锁VS条件变量用于进程间的同步，一个进程可以等待某个条件变量的信号，当条件满足时，另一个进程发出信号通知该进程继续执行。信号量信号量是一种计数器，用于控制对共享资源的访问。信号量的值表示当前可用的共享资源数量，当资源不足时，进程需要等待或阻塞。条件变量条件变量与信号量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。读写锁与自旋锁自旋锁读写锁死锁是指两个或多个进程无限期地等待对方释放资源的情况。如果不能及时解除死锁，会导致系统瘫痪。为了预防死锁，可以采用一些策略，如避免循环等待、按顺序申请资源、设置超时时间等。此外，还可以使用死锁避免算法来动态检测和解除死锁。死锁预防死锁死锁及其预防04进程间通信（IPC）命名管道使用FIFO文件系统对象实现进程间通信，支持单向和双向通信。匿名管道在父子进程之间实现双向通信，通常用于shell命令的管道操作。管道通信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。VS信号量用于控制多个进程对共享资源的访问，通过计数器来协调资源访问。消息传递系统使用套接字（sockets）实现进程间通信，支持多种协议和传输方式。信号量集与消息传递系统05进程管理的高级话题进程跟踪使用各种工具和技术，如strace、lsof等，跟踪进程的执行状态、系统调用、资源使用情况等。要点一要点二调试技术使用GDB等调试工具，对进程进行单步执行、断点设置、变量查看等操作，定位和修复程序中的错误。进程的跟踪与调试通过进程迁移技术，将一个正在运行的进程从一个节点转移到另一个节点上，实现负载均衡和容错。进程迁移采用各种容错机制，如主从复制、分布式锁等，确保进程在出现故障时能够快速恢复。容错技术进程的迁移与容错资源限制通过设置进程的资源限制，如CPU时间、内存使用量等，防止进程过度消耗系统资源。安全保护通过权限控制、沙箱技术等手段，保护进程免受恶意攻击和误操作的影响。进程的资源限制与安全保护06实践案例分析进程是程序的一次执行，是系统进行资源分配和调度的基本单位。进程概念通过系统调用fork()函数创建新进程，子进程继承父进程的代码和数据。进程创建使用系统调用如exec()系列函数，在进程中切换执行不同的程序。进程控制通过信号量、互斥锁等机制，实现多个进程间的同步。进程同步使用进程实现多任务处理IPC概念进程间通信（IPC），是指不同进程之间进行数据共享和数据交换的一种机制。管道通信通过管道（pipe）实现父子进程间的通信，管道是一种半双工的通信方式。共享内存多个进程共享同一块物理内存空间，通过读写共享内存实现数据交换。消息队列进程间发送和接收消息的一种方式，通过内核维护的消息队列实现。使用IPC实现多个进程间的数据交换信号量概