Linux 操作系统紧紧依赖进程创建来满足用户的需求。例如,只要用户输入一条命令,shell 进程就创建一个新进程,新进程运行 shell 的另一个拷贝并执行用户输入的命令。Linux 系统中通过 fork/vfork 系统调用来创建新进程。本文将介绍如何使用 fork/vfork 系统调用来创建新进程并使用 exec 族函数在新进程中执行任务。
fork,vfork,clone Unix标准的复制进程的系统调用时fork(即分叉),但是Linux,BSD等操作系统并不止实现这一个,确切的说linux实现了三个,fork,vfork,clone(确切说vfork创造出来的是轻量级进程,也叫线程,是共享资源的进程) 系统调用 描述 fork fork创造的子进程是父进程的完整副本,复制了父亲进程的资源,包括内存的内容task_struct内容 vfork vfork创建的子进程与父进程共享数据段,而且由vfork()创建的子进程将先于父进程运
在Linux中,主要是通过fork的方式产生新的进程,我们都知道每个进程都在 内核对应一个PCB块,内核通过对PCB块的操作做到对进程的管理。在Linux内核中,PCB对应着的结构体就是task_struct,也就是所谓的进程描述符(process descriptor)。该数据结构中包含了程相关的所有信息,比如包含众多描述进程属性的字段,以及指向其他与进程相关的结构体的指针。因此,进程描述符内部是比较复杂的。这个结构体的声明位于include/linux/sched.h中。
如果出现了很多的客户端连接,比如1000个,那么应用程序就会启用1000个进程或线程阻塞等待。此时会出现性能问题:
使学生理解Linux中进程控制块的数据结构,Linux进程的创建、执行、终止、等待以及监控方法。并重点掌握fork函数的使用以及exec系列函数。
上一篇文章学习了进程的基本概念,以及进程的状态,最后学习了Linux中是如何描述一个进程的。本节来学习Linux中进程是如何创建的,以及fork和vfork的区别。
在开发应用程序时 , 进行 " 进程创建 " , 调用的 fork() , vfork() , clone() 等函数 , 就是 " 系统调用 " ;
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我们知道了一个进程如何采用请求调页,仅调入包括第一条指令的页面,从而能够很 快开始执行。然而,通过系统调用 fork() 的进程创建最初可以通过使用类似于页面共享的技术,绕过请求调页的需要。这种技术提供了快速的进程创建,并最小化必须分配给新创建进程的新页面的数量。
Unix标准的复制进程的系统调用时fork(即分叉),但是Linux,BSD等操作系统并不止实现这一个,确切的说linux实现了三个,fork,vfork,clone(确切说vfork创造出来的是轻量级进程,也叫线程,是共享资源的进程)
Linux内核用于创建进程的系统调用有3个,它们的实现分别为:fork、vfork、clone。它们的作用如下表所示:
本文研究的主要是Linux进程函数fork(),vfork(),execX()的相关内容,具体介绍如下。
Linux下的进程通信手段基本上是从Unix平台上的进程通信手段继承而来的。而对Unix发展做出重大贡献的两大主力AT&T的贝尔实验室及BSD(加州大学伯克利分校的伯克利软件发布中心)在进程间通信方面的侧重点有所不同。前者对Unix早期的进程间通信手段进行了系统的改进和扩充,形成了“system V IPC”,通信进程局限在单个计算机内;后者则跳过了该限制,形成了基于套接口(socket)的进程间通信机制。Linux则把两者继承了下来,如图示:
Linux 进程相关 " 系统调用 " 对应的源码在 linux-5.6.18\kernel\fork.c 源码中 , 下面开始对该源码的相关 " 系统调用 " 进行分析 ;
事情起因于公司一位同事在内部邮件组中post了一个问题,一个使用了go1.8.3写的业务程序跑了一段时间后出现部分goroutine卡在等待一个锁ForkLock的现象,同事认为这是go1.8.3的bug,升级到 go1.10 后没有再重现。为了搞清楚这个事情,同事在 github 上发了 issue :
fork作用为创建一个子进程,在使用了fork命令后,内核会分配新的内存块和数据结构给子进程,并且将父进程的部分数据结构内容拷贝到子进程,最后再将子进程添加到系统进程列表中,添加完成后fork返回,开始调度。
大家好,我是程栩,一个专注于性能的大厂程序员,分享包括但不限于计算机体系结构、性能优化、云原生的知识。
学习一下linux kernel namespace的代码还是很有必要的,让你对docker容器的namespace隔离有更深的认识。我的源码分析,是基于Linux Kernel 4.4.19 (https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v4.x/patch-4.4.19.gz)版本的,由于namespace模块更新很少,因此其他相近版本之间雷同。User namespace由于与其他namespaces耦合在一起,比较难分析,我将在后续再作分析。 Kernel,Nam
进程是操作系统中的一个重要概念,它是一个程序的一次执行过程,程序是进程的一种静态描述,系统中运行的每一个程序都是在它的进程中运行的。
pid_t=>__pid_t=>__PID_T_TYPE=>__S32_TYPE=>int
上节详细学习了进程的创建,通过实例学习了fork和vfork的区别。本节将学习线程的创建,只涉及应用层的线程,内核线程的创建在后面学习。
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上篇我们从进程 clone 的角度,结合代码简单分析了 Linux 提供的 6 种 namespace,本篇从源码上进一步分析 Linux namespace,让你对 Docker namespace 的隔离机制有更深的认识。我用的是 Linux-4.1.19 的版本,由于 namespace 模块更新都比较少,所以,只要 3.0 以上的版本都是差不多的。 从内核进程描述符 task_struct 开始切入 由于 Linux namespace 是用来做进程资源隔离的,所以在进程描述符中,一定有 names
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写时复制(Copy-on-write,简称COW)是一种计算机程序设计领域的优化策略。其核心思想是,如果有多个调用者(callers)同时请求相同资源(如内存或磁盘上的数据存储),他们会共同获取相同的指针指向相同的资源,直到某个调用者试图修改资源的内容时,系统才会真正复制一份专用副本(private copy)给该调用者,而其他调用者所见到的最初的资源仍然保持不变。这过程对其他的调用者都是透明的。此作法主要的优点是如果调用者没有修改该资源,就不会有副本(private copy)被创建,因此多个调用者只是读取操作时可以共享同一份资源。
状态之间的转换 , 参考 【Linux 内核】进程管理 ( Linux 中进程的 CPU 资源调度 | 进程生命周期 | 创建状态 | 就绪状态 | 执行状态 | 阻塞状态 | 终止状态 | 进程生命周期之间的转换 ) 博客 ;
我们了解到,docker 是一种基于沙盒技术的容器,它实现了运行时环境的封装,从而让我们的集群管理和发布等操作十分便捷。
xref: /linux-3.18.6/include/linux/sched.h
进程在内核态运行时需要自己的堆栈信息,linux内核为每个进程都提供了一个内核栈。对每个进程,Linux内核都把两个不同的数据结构紧凑的存放在一个单独为进程分配的内存区域中:
注:pthread_exit或者return返回的指针所指向的内存单元必须是全局的或者是用malloc分配的,不能在线程函数的栈上分配,因为当其它线程得到这个返回指针时线程函数已经退出了
为了支持这些特性,Linux namespace 实现了 6 项资源隔离,基本上涵盖了一个小型操作系统的运行要素,包括主机名、用户权限、文件系统、网络、进程号、进程间通信。
最近在看一些时间管理方面的书,发现其实很多事情都是可以安排清楚,关键在于固定的时间,固定的投入,形成习惯,成为良性循环。
编译执行过程中没有报错,从结果来看,符合预期(当中有如预期一样的停顿,并且执行的先后顺序符合期望)
该文介绍了Linux系统下进程的创建、进程的终止、以及终止进程可能产生的后果。另外,还介绍了Linux系统下fork函数的使用,以及和vfork函数之间的区别。
操作系统中的经典定义: 进程:资源分配单位。 线程:调度单位。 操作系统中用PCB(Process Control Block, 进程控制块)来描述进程。Linux中的PCB是task_struct结构体。
在Linux中,都是通过fork与vfork系统调用来创建子进程,并且在fork完之后,通常会调用exec命令簇来替换代码段,执行不同的任务。而在创建子进程的时候,同时通过COW的方式创建的。
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strace是Linux环境下的一款程序调试工具,用来监察一个应用程序所使用的系统调用及它所接收的系统信息
不论是clone()、fork()还是vfork(),它们最核心的部分还是调用_do_fork()(一个与体系无关的函数),完成创建进程的工作。它具有如下参数:
在上一篇文章基于线程池的线上服务性能优化中,我们提到了使用线程池进行某个业务功能优化,在上线之后,实时性提高了大概24-30倍样子,基本能够满足实时性要求。在正常运行了几天之后,突然收到了报警,提示popen失败,于是打开了日志,发现有如下提示:
通过这三篇文章的学习我们知道,无论内核进程还是用户进程,都是可以用task_struct来描述的,那么本篇我们实践下如何通过task_struct字段把系统中所有的进程包含的信息打印出来,比如:属性信息,状态,进程标识符,优先级信息,亲属关系,文件系统信息,内存方面的信息等。
2016.3.15,参加了CVTE的技术面,很不幸,我和我的两位小伙伴均跪在了一面。先将当日的面试内容汇总如下,供后来者参考。我们三人各自也都总结了失败的原因,大致如下:
strace简介 strace常用来跟踪进程执行时的系统调用和所接收的信号。 在Linux世界,进程不能直接访问硬件设备,当进程需要访问硬件设备(比如读取磁盘文件,接收网络数据等等)时,必须由用户态模式切换至内核态模式,通 过系统调用访问硬件设备。strace可以跟踪到一个进程产生的系统调用,包括参数,返回值,执行消耗的时间。 strace参数 -c 统计每一系统调用的所执行的时间,次数和出错的次数等. -d 输出strace关于标准错误的调试信息. -f 跟踪由fork调用所产生的子进程. -
时间:2018年4月16日 岗位:C/C++后台开发(Linux) BG:WXG 关于我:本科大三 预计2019年毕业 一面(普通技术面) 过程:递交简历 -> 手撕代码 -> 开始面试 -> 结束 耗时:about 1 hour 手撕代码:一颗二叉搜索树,找出树中的第k大节点 拿到题目之后没有任何思考,想用中序遍历然后把遍历结果放到一个容量为k的队列中(基本操作)。但是为什么顺手就写下vector???面试官看见我这么快下笔之后看了看我写的东西,然后提醒说不能转存。思考了不到30秒,有点慌,然后迅速冷静下
关于同步理论的一些基本概念 临界区(critical area): 访问或操作共享数据的代码段 简单理解:synchronized大括号中部分(原子性) 竞争条件(race conditions)两个线程同时拥有临界区的执行权 数据不一致:(data unconsistency) 由竞争条件引起的数据破坏 同步(synchronization)避免race conditions 锁:完成同步的手段(门锁,门后是临界区,只允许一个线程存在) 上锁解锁必须具备原子性 原子性(象原子一样不可分割的操作) 有序
对于linux 函数可以通过命令行指令: man 函数名,查看函数相关信息 //返回当前进程的pid getpid(); //创建一个进程, //当执行完这行代码后, //将会有两个进制执行下面的代码, //不同的是,父进程pid大于0,子进程pid=0 //同时运行 fork(); //和fork()类似 //但是这里子进程先运行, //结束后,运行父进程 vfork() //exec将一个新程序载入到*当前的进程中, //调用的进程将被覆盖, //即代表execl()执行后,下面的代码就不执行
本章需要熟练掌握如下几个函数fork,exec族,_exit,wait,waitpid
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