文章目錄
- 行程管理一覽
- 行程概念
- 描述行程 --- PCB （行程控制塊）
- task_struct中所包含的內容
- 行程識別符號
- 背景關系資訊
- 簡述行程的切換
- 行程優先級
- PRI與NI
- 優先級的資料計算與取值范圍：
- 優先級的修改
行程管理一覽
?接下來的幾篇博客，我將主要按照這個思維導圖的劃分去進行講解，
思維導圖獲取
提取碼: kfiq
· 管理
??在理解什么是行程管理之前，我想我們可以先理解一下什么是管理！
問題：什么是管理？
管理的程序就是：“先描述，再組織” —> 也就是用資訊(資料)去構建資料結構的程序
????????????????????????????????—>管理者就是對資料結構的管理
【所有事情都可以被分類為：決策 和 執行】
管理的三個角色：
??被管理者(學生/軟硬體資源)：
??執行者(老師/驅動的角色)：執行
??管理者(校長/作業系統OS) ：決策
-> 決策的依據是什么？
??資訊（資料）
-> 資訊量太大怎么辦？
??對資訊進行分類，將同類的資料放在一起，
??將這些資訊放在一個結構體中，也就是抽象出一個結構體struct
??即，這個結構體能夠“描述”一個物件的資訊 [面向物件]
結論：
· 被管理者和管理者可以不需要直接溝通，
· 管理者做管理就是對資料進行先描述，再組織，也就是對資料結構進行管理的程序，
??
??
行程概念
問題：什么是行程？我們該如何理解行程？
??把程式加載到記憶體后，它就是行程了， (方便理解，這里的定義是不準確的)
#換句話說，就是一個程式運行起來后，它就變成了行程，
前面我們提到了，管理就是要先描述再組織，那么對行程的管理該如何描述和組織呢？
??其實在將程式的代碼和資料加載到記憶體后，OS還會為其創建對應的資料結構-----行程控制塊(process control block).
描述行程 — PCB （行程控制塊）
??行程控制塊(PCB)本質就是一個結構體，它里面存盤著行程的相關資訊，(所以它可以用來描述行程)
??在Linux中，行程控制塊的具體名稱是：task_struct
??
task_struct中所包含的內容
- 識別符號：pid，它是一個行程的唯一識別符號，每個行程都不一樣
- 狀態：包含行程狀態、退出碼、退出信號等
- 優先級：相對于其他行程的優先順序 (我會在下面細說)
- 背景關系資訊：一個行程在執行的時候，處理器的暫存器中的資料，
- 時間片：描述一個行程能執行多久
- 程式計數器：程式中即將被執行的下一條指令的地址
- I/O狀態資訊：包括顯式I/O請求、分配給行程的I/O設備和被行程使用的檔案串列等
- 記賬資訊：包括處理器時間總和、使用的時鐘數總和、時間限制、記賬號等
?
?我接下來介紹一些task_struct中經常涉及的一些內容：
行程識別符號
?· 行程ID ? —> getpid()
?· 父行程ID —> getppid()
?在代碼中，我們可以呼叫上面的兩個介面去獲取當前行程的pid和ppid，
包含于<sys/types.h>和<unistd.h>
pid_t getpid(void);
pit_t getppid(void);
背景關系資訊
??在行程切換的時候，當前行程若沒執行結束，則會將CPU中的執行的資訊保存到背景關系資料中，
??保存背景關系資訊的目的是為了下一次使用時能恢復到之前的狀態，
?
簡述行程的切換
??在程式被加載到記憶體中時，作業系統會為其創建對應的task_struct結構體用于描述行程的資訊，
??由于CPU內部只有一套暫存器，計算時需要將記憶體資料移動到CPU內的暫存器中，形成當前的背景關系資料，
??當行程被切換時：（被切換的情況：①時間片到了 ②來了更高優先級的行程，當前行程被搶占了）
??因此在行程切換前，會先保存背景關系資訊，以便于下一次恢復背景關系，
?
?
行程優先級
問題：行程優先級是什么？
??CPU資源分配的先后順序，就是指行程的優先級，
問題：為什么要有優先級？
??存在優先級后，可以把行程運行到指定的CPU上，這樣一來，就可以把不重要的行程安排到某個CPU上，可以極大地改善系統的整體性能，
問題：怎么設定/修改優先級？
??利用PRI和NI調整優先級，
?
PRI與NI
??在弄清楚PRI和NI之前，我們先來熟悉一條Linux中的指令！
ps -l //查看當前行程的優先級方面的資訊（主要用來看優先級的） //ps -al 也可以
通過這個圖，我們的聚焦點主要集中在我圈出的這幾列，
UID：執行者的身份
PID：代表該行程的pid（識別符號）
PPID：代表該行程的ppid，也就是父行程的pid
PRI: 代表這個行程可被執行的優先級，PRI的值越小代表越早被執行，
NI: 代表這個行程的nice值，
?
優先級的資料計算與取值范圍：
PRI: ps -l所顯示的PRI值是經過計算后的新PRI， PRI (new) = PRI (old) + nice；這里的PRI是new
NI: nice值的取值范圍是 [-20, 19] 共40個級別，nice值是行程優先級的修正資料，
?
優先級的修改
??優先級的修改都是通過對nice值進行修改，從而間接的修改PRI的值的！
這里我們要介紹一下top命令了！
top #top命令相當于Windows中的任務管理器
概括修改優先級的流程：
????????????進入top后 —> 按 “r” —> 輸入行程PID —> 再輸入nice值即可修改 ?? //沒權限要sudo一下
注意：每次輸入nice值后，都是對基礎 PRI 值進行修改的！！！
??????即：每次調整都是從起始值PRI ± nice 值的
我舉個🌰，
?? 基礎值PRI = 20，那么輸入nice = 10后， PRI —》30
??在此 基礎上再輸入 nice = -10后， ?????? PRI —》-10
??解釋：第二次也是在基礎值PRI = 20的基礎上進行±nice的！！！
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