在Linux 中,仅等待 CPU 时间的进程称为就绪进程,它们被放置在一个运行队列中,一个就绪进程的状 态标志位为 TASK_RUNNING。一旦一个运行中的进程时间片用完, Linux 内核的调度器会剥夺这个进程对 CPU 的控制权,并且从运行队列中选择一个合适的进程投入运行。
1 Linux 进程的睡眠和唤醒 在 Linux 中,仅等待 CPU 时间的进程称为就绪进程,它们被放置在一个运行队列中,一个就绪进程的状 态标志位为 TASK_RUNNING。一旦一个运行中的进程时间片用完, Linux 内核的调度器会剥夺这个进程对 CPU 的控制权,并且从运行队列中选择一个合适的进程投入运行。 当然,一个进程也可以主动释放 CPU 的控制权。函数 schedule() 是一个调度函数,它可以被一个进程主动调用,从而调度其它进程占用 CPU。一旦这个主动放弃 CPU 的进程被重新调度
当在try_to_wake_up/wake_up_process和wake_up_new_task中唤醒进程时, 内核使用全局check_preempt_curr看看是否进程可以抢占当前进程可以抢占当前运行的进程. 请注意该过程不涉及核心调度器.
所谓惊群现象,简单的来说就是当多个进程或线程在同时阻塞等待同一个事件时,如果该事件发生,会唤醒在等待的所有的进程/线程,但最终只可能有一个进程/线程对该事件进行处理,其他进程/线程会在失败后重新休眠,唤醒多个进程/线程这种不必要的行为会造成系统资源的浪费(涉及到进程的上下文切换)。而常见的惊群问题有accept惊群、epoll惊群。
Android进程与线程 进程 前台进程 可见进程 服务进程(service进程) 后台进程 空进程 Android线程间通信有哪几种方式 Devik进程和Linux进程的区别 进程保活(不死进程) 当前Android进程保活手段主要分为 黑、白、灰 三种 黑色保活 白色保活 灰色保活 进程 前台进程 可见进程 服务进程 后台进程 空进程 前台进程 // 前台进程 当前进程activity正在与用户进行交互。 当前进程service正在与activity进行交互或者当前service调用了startF
如果需要多个进程合作来完成某个任务,那个可能会存在资源争用或者其他一些意想不到的问题,这个时候,就需要通过实现进程同步来防止问题的产生。
要理解第一个问题,得先从ACPI(高级配置与电源接口)说起,ACPI是一种规范(包含软件与硬件),用来供操作系统应用程序管理所有电源接口。
简单来说,深度睡眠的进程必须等待资源来了才能醒,在此之前,甚至你给它发任何的信号,它都不可能醒来。
HZ定义在<asm/param.h>,在i386平台上,目前采用的HZ值是1000。
进程是一个动态的实体,满足条件的情况下,他一直在执行,但是有时候,进程需要条件得不到满足的时候,他就会被挂起。但这是被动的,不是进程控制的,也就是说,进程访问一个资源的时候,如果不能被满足,进程会被系统挂起,等到条件满足的时候,系统会唤起进程。
在上一篇文章中介绍了 Linux 内核是如何对进程进行管理的,这篇将阐述内核是如何对进程进行调度。因为这篇文章努力用简单的语言把进程调度这件事情描述清楚,所以文章篇幅略长,建议收藏慢看。也欢迎关注公众号 CS 实验室 ,目前在写一些开发中常用但不常了解细节的东西,比如 Linux 内核、Python 进阶。
作者:morganhuang,腾讯 IEG 后台工程师 "惊群"简单地来讲,就是多个进程(线程)阻塞睡眠在某个系统调用上,在等待某个 fd(socket)的事件的到来。当这个 fd(socket)的事件发生的时候,这些睡眠的进程(线程)就会被同时唤醒,多个进程(线程)从阻塞的系统调用上返回,这就是"惊群"现象。"惊群"被人诟病的是效率低下,大量的 CPU 时间浪费在被唤醒发现无事可做,然后又继续睡眠的反复切换上。本文谈谈 linux socket 中的一些"惊群"现象、原因以及解决方案。 1. A
Linux 内核源码 linux-5.6.18\kernel\sched\sched.h 中 , 定义的 struct sched_class 调度类结构体 , 就是 " 调度器 " 对应的类 ;
进程是通过fork系列的系统调用(fork、clone、vfork)来创建的,内核(或内核模块)也可以通过kernel_thread函数创建内核进程。这些创建子进程的函数本质上都完成了相同的功能——将调用进程复制一份,得到子进程。(可以通过选项参数来决定各种资源是共享、还是私有。)
在建立连接的时候,Nginx处于充分发挥多核CPU架构性能的考虑,使用了多个worker子进程监听相同端口的设计,这样多个子进程在accept建立新连接时会有争抢,这会带来著名的“惊群”问题,子进程数量越多越明显,这会造成系统性能的下降。
不同版本的操作系统的 buffer_head 代表的大小可能不一样,但是都是内存和硬盘交换数据的基本单元。
等待队列很早就作为一个基本的功能单位存在linux内核中,它以队列为基础数据结构,与进程调度机制紧密配合,能够用于实现内核中的异步事件通知机制。等待队列也可以用来同步对系统资源的访问。在使用时将其当做成一个普通队列数据结构,只不过等待队列是若干个休眠进程的集合,且内核自己实现了此队列初始化队列、入队列、出队列的一系列API,在使用时只需要调用系统的API即可。
首先,我们要了解IO复用模型之前,先要了解在Linux内核中socket事件机制在内核底层是基于什么机制实现的,它是如何工作的,其次,当我们对socket事件机制有了一个基本认知之后,那么我们就需要思考到底什么是IO复用,基于socket事件机制的IO复用是怎么实现的,然后我们才来了解IO复用具体的实现技术,透过本质看select/poll/epoll的技术优化,逐渐去理解其中是为了解决什么问题而出现的,最后本文将围绕上述思维导图列出的知识点进行分享,还有就是文章幅度较长且需要思考,需要认真阅读!
一切互斥操作的依赖是 自旋锁(spin_lock),互斥量(semaphore)等其他需要队列的实现均需要自选锁保证临界区互斥访问。
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惊群效应也有人叫做雷鸣群体效应,不过叫什么,简言之,惊群现象就是多进程(多线程)在同时阻塞等待同一个事件的时候(休眠状态),如果等待的这个事件发生,那么他就会唤醒等待的所有进程(或者线程),但是最终却只可能有一个进程(线程)获得这个时间的“控制权”,对该事件进行处理,而其他进程(线程)获取“控制权”失败,只能重新进入休眠状态,这种现象和性能浪费就叫做惊群。
决定一次负载均衡是否要发生有很多的规则,因此也就很难推断如果有工作可作时一个空闲核能够维持空闲多久,也很难推断在系统中有空闲核时,任务变为可运行状态前还要在运行队列里等待多久。因为之前极少数的开发者可以在第一次就写出完美的代码,这种复杂性又导致了bug的出现。弄明白这个bug是必要的,这样才能搞明白为什么他们避开了传统的测试和调试工具。因此,我们首先将描述这引起bug, 延后在展示我们所使用的工具。
Linux内核通过一个被称为进程描述符的task_struct结构体来管理进程,这个结构体包含了一个进程所需的所有信息。它定义在include/linux/sched.h文件中。
Futex 是Fast Userspace muTexes的缩写,由Hubertus Franke, Matthew Kirkwood, Ingo Molnar and Rusty Russell共同设计完成。
我们之前介绍过简单的read,write操作,那么会有一个问题:当驱动无法立即响应请求该怎么办?比如一个进程调用read读取数据,当没有数据可读时该怎么办,是立即返回还是等到有数据的时候;另一种情况是进程调用write向设备写数据,如果缓冲区满了或者设备正忙的时候怎么办,是立即返回还是继续等待直到设备可写?这种情况下,一般的缺省做法是使进程睡眠直到请求可以满足为止。本篇就介绍遇到这类问题驱动的处理方法。 睡眠 什么是睡眠?一个进程睡眠意味着它暂时放弃了CPU的运行权,直到某个条件发生后才可再次被系统调度。
workerman使用pcntl_fork()来实现master/worker的多进程模型,每个worker进程通过使用stream_socket_server()函数来创建socket,由于fork创建的worker进程具备亲缘关系,所以不同的worker进程可以对相同的端口监听;不同worker进程监听相同的socket,在该socket存在事件时,所有监听该socket的worker进程会被唤醒,所有worker进程对socket资源进行抢占式处理,但最终只有一个worker进程可以对socket进行accept;在这个过程中就存在n-1个worker进程是无效调度的,仅仅只是被唤起了然后抢占失败并再次入眠。
作者:mingguangtu,腾讯 IEG 后台开发工程师 select/poll/epoll 是 Linux 服务器提供的三种处理高并发网络请求的 IO 多路复用技术,是个老生常谈又不容易弄清楚其底层原理的知识点,本文打算深入学习下其实现机制。 Linux 服务器处理网络请求有三种机制,select、poll、epoll,本文打算深入学习下其实现原理。 吃水不忘挖井人,最近两周花了些时间学习了张彦飞大佬的文章 图解 | 深入揭秘 epoll 是如何实现 IO 多路复用的 和其他文章 ,及出版的书籍《深入理
线程同步可以说在日常开发中是用的很多, 但对于其内部如何实现的,一般人可能知道的并不多。 本篇文章将从如何实现简单的锁开始,介绍linux中的锁实现futex的优点及原理,最后分析java中同步机制如wait/notify, synchronized, ReentrantLock。
第一次听到的这个名词的时候觉得很是有趣,不知道是个什么意思,总觉得又是奇怪的中文翻译导致的。
内核的调度操作分为触发和执行两个部分,触发时仅仅设置一下当前进程的TIF_NEED_RESCHED标志,执行的时候则是通过schedule()函数来完成进程的选择和切换。当前进程的thread_info->flags中TIF_NEED_RESCHED位表示需要调用schedule()函数进行调度。内核在两种情况下会设置该标志,一个是在时钟中断进行周期性的检查时,另一个是在被唤醒进程的优先级比正在运行的进程的优先级高时。
http://www.cnblogs.com/Anker/p/3265058.html
缺点:限定了最大进程数目;降低调度效率,挑选一个适合运行的PCB须对表项扫描,平均要花费查半个PCB表长的时间;不适合频繁进程调度。
Linux 服务器处理网络请求有三种机制,select、poll、epoll,本文打算深入学习下其实现原理。
关于太古老的故事,我就长话短说,主要是留下个 UNIX进程调度器从何开始 的印象,这样方便我们理解为什么Linux的进程调度器会是现在的这个效果。
###一:什么是Linux? Linux被称为类Unix操作系统,遵循POSIX标准。Linux与Unix的最大不同在于源代码的开放性和自由性。 Linux的发音:Linux发音 Linux的发展历史
线程同步可以说在日常开发中是用的很多,但对于其内部如何实现的,一般人可能知道的并不多。本篇文章将从如何实现简单的锁开始,介绍linux中的锁实现futex的优点及原理。
本文是《Linux内核设计与实现》第四章的阅读笔记,代码则是摘自最新的4.6版本linux源码(github),转载请注明出处。
在linux的高性能网络编程中,绕不开的就是epoll。和select、poll等系统调用相比,epoll在需要监视大量文件描述符并且其中只有少数活跃的时候,表现出无可比拟的优势。epoll能让内核记住所关注的描述符,并在对应的描述符事件就绪的时候,在epoll的就绪链表中添加这些就绪元素,并唤醒对应的epoll等待进程。 本文就是笔者在探究epoll源码过程中,对kernel将就绪描述符添加到epoll并唤醒对应进程的一次源码分析(基于linux-2.6.32内核版本)。由于篇幅所限,笔者聚焦于tcp协议下socket可读事件的源码分析。
程序是指储存在外部存储(如硬盘)的一个可执行文件, 而进程是指处于执行期间的程序, 进程包括 代码段(text section) 和 数据段(data section), 除了代码段和数据段外, 进程一般还包含打开的文件, 要处理的信号和CPU上下文等等.
对于信号量我们并不陌生。信号量在计算机科学中是一个很容易理解的概念。本质上,信号量就是一个简单的整数,对其进行的操作称为PV操作。进入某段临界代码段就会调用相关信号量的P操作;如果信号量的值大于0,该值会减1,进程继续执行。相反,如果信号量的值等于0,该进程就会等待,直到有其它程序释放该信号量。释放信号量的过程就称为V操作,通过增加信号量的值,唤醒正在等待的进程。
Linux采用C语言编写(在C中有嵌入汇编成分)。本文想要用Java这门语言在软件层面上模拟出Linux。
在之前的Netty之线程唤醒wakeup文章中, 介绍了如何唤醒Netty中的监听线程. 接下来我们通过部分源码,结合一些命令和实验,看一下它的实现.
在面试中关于多线程同步,你必须要思考的问题 一文中,我们知道glibc的pthread_cond_timedwait底层是用linux futex机制实现的。
注:本分类下文章大多整理自《深入分析linux内核源代码》一书,另有参考其他一些资料如《linux内核完全剖析》、《linux c 编程一站式学习》等,只是为了更好地理清系统编程和网络编程中的一些概念
在处理进程间的同步与互斥问题时,我们离不开信号量和PV原语,使用这两个工具的目的在于打造一段不可分割不可中断的程序。应当注意的是,信号量和PV原语是解决进程间同步与互斥问题的一种机制,但并不是唯一的机制。
网络I/O,可以理解为网络上的数据流。通常我们会基于socket与远端建立一条TCP或者UDP通道,然后进行读写。单个socket时,使用一个线程即可高效处理;然而如果是10K个socket连接,或者更多,我们如何做到高性能处理?
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