論文：Linux進(jìn)程和線(xiàn)程的基礎(chǔ)與管理
一、進(jìn)程的基本概念
程序是為了完成某種任務(wù)而設(shè)計(jì)的軟件，比如vi是程序。什么是進(jìn)程呢? 進(jìn)程就是運(yùn)行中的程序。一個(gè)運(yùn)行著程序，可能有多個(gè)進(jìn)程。比如Web服務(wù)器是Apache服務(wù)器，當(dāng)管理員啟動(dòng)服務(wù)后，可能會(huì)有好多人來(lái)訪問(wèn)，也就是說(shuō)許多用戶(hù)同時(shí)請(qǐng)求httpd，Apache服務(wù)器將會(huì)創(chuàng)建多個(gè)httpd進(jìn)程來(lái)對(duì)其進(jìn)行服務(wù)。
首先我們看看進(jìn)程的定義。進(jìn)程是一個(gè)具有獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合的一次可以并發(fā)執(zhí)行的運(yùn)行活動(dòng)，是處于活動(dòng)狀態(tài)的計(jì)算機(jī)程序。進(jìn)程作為構(gòu)成系統(tǒng)的基本細(xì)胞，不僅是系統(tǒng)內(nèi)部獨(dú)立運(yùn)行的實(shí)體，而且是獨(dú)立競(jìng)爭(zhēng)資源的基本實(shí)體。了解進(jìn)程的本質(zhì)，對(duì)于理解、描述和設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)有著極為重要的意義。了解進(jìn)程的活動(dòng)、狀態(tài)，也有利于編制復(fù)雜程序。
二、進(jìn)程的屬性
進(jìn)程的定義：一個(gè)進(jìn)程是一個(gè)程序的一次執(zhí)行的過(guò)程；程序是靜態(tài)的，它是一些保存在磁盤(pán)上的可執(zhí)行的代碼和數(shù)據(jù)集合；進(jìn)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念，它是Linux系統(tǒng)的基本的調(diào)度單位。
一個(gè)進(jìn)程由如下元素組成：
程序讀取的上下文，它表示程序讀取執(zhí)行的狀態(tài)。 程序當(dāng)前執(zhí)行的目錄。 程序服務(wù)的文件和目錄。 程序訪問(wèn)的權(quán)限。 內(nèi)存和其他分配給進(jìn)程的系統(tǒng)資源。
Linux進(jìn)程中最知名的屬性就是它的進(jìn)程號(hào)（Process Idenity Number，PID）和它的父進(jìn)程號(hào)（Parent Process ID,PPID）。PID、PPID都是非零正整數(shù)。一個(gè)PID唯一地標(biāo)識(shí)一個(gè)進(jìn)程。一個(gè)進(jìn)程創(chuàng)建新進(jìn)程稱(chēng)為創(chuàng)建了子進(jìn)程（Child Process）。相反地，創(chuàng)建子進(jìn)程的進(jìn)程稱(chēng)為父進(jìn)程。所有進(jìn)程追溯其祖先最終都會(huì)落到進(jìn)號(hào)為1的進(jìn)程身上，這個(gè)進(jìn)程叫做init進(jìn)程，是內(nèi)核自舉后第一個(gè)啟動(dòng)的進(jìn)程。init進(jìn)程扮演終結(jié)父進(jìn)程的角色。因?yàn)閕nit進(jìn)程永遠(yuǎn)不會(huì)終止，所以系統(tǒng)總是可以確信它的存在，并在必要的時(shí)候以它為參照。如果某個(gè)進(jìn)程它在衍生出來(lái)的全部子進(jìn)程結(jié)束之前被終止，就會(huì)出現(xiàn)必須以init為參照的情況。此時(shí)那些失去了父進(jìn)程的子進(jìn)程就都會(huì)以init作為它們的父進(jìn)程。如果執(zhí)行一下ps-af命令，可以列出許多父進(jìn)程ID為1的進(jìn)程來(lái)。Linux提供了一條pstree命令，允許用戶(hù)查看系統(tǒng)內(nèi)正在運(yùn)行的各個(gè)進(jìn)程之間的繼承關(guān)系。直接在命令行中輸入pstree即可，程序會(huì)以樹(shù)狀結(jié)構(gòu)方式列出系統(tǒng)中正在運(yùn)行的各進(jìn)程之間的繼承關(guān)系。
三、理解Linux下進(jìn)程的結(jié)構(gòu)
Linux中一個(gè)進(jìn)程在內(nèi)存里有三部分?jǐn)?shù)據(jù)，就是“數(shù)據(jù)段”、“堆棧段”、“代碼段”。基于I386兼容的中央處理器，都有上述三種段寄存器，以方便操作系統(tǒng)的運(yùn)行，如下圖所示。
代碼段
數(shù)據(jù)段
堆棧段
代碼段是存放了程序代碼的數(shù)據(jù)，假如機(jī)器中有數(shù)個(gè)進(jìn)程運(yùn)行相同的一個(gè)程序，那么它們就可以使用同一個(gè)代碼段。而數(shù)據(jù)段則存放程序的全局變量、常數(shù)及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分配的數(shù)據(jù)空間。堆棧段存放的就是子進(jìn)程的返回地址、子程序的參數(shù)及程序的局部變量。堆棧段包含在進(jìn)程控制塊PCB（Process Control Block）中。PCB處于進(jìn)程核心堆棧的底部，不需要額外分配空間。
四、進(jìn)程狀態(tài)
現(xiàn)在我們來(lái)看看，進(jìn)程在生存周期中的各種狀態(tài)及狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。下面是Linux系統(tǒng)的進(jìn)程狀態(tài)模型的各種狀態(tài)。
用戶(hù)狀態(tài)：進(jìn)程在用戶(hù)狀態(tài)下運(yùn)行的狀態(tài)。 內(nèi)核狀態(tài)：進(jìn)程在內(nèi)核狀態(tài)下運(yùn)行的狀態(tài)。 內(nèi)存中就緒：進(jìn)程沒(méi)有執(zhí)行，但處于就緒狀態(tài)，只要內(nèi)核調(diào)度它，就可以執(zhí)行。 內(nèi)存中睡眠：進(jìn)程正在睡眠并且進(jìn)程存儲(chǔ)在內(nèi)存中，沒(méi)有被交換到SWAP設(shè)備。 就緒且換出：進(jìn)程處于就緒狀態(tài)，但是必須把它換入內(nèi)存，內(nèi)核才能再次調(diào)度它運(yùn)行。 睡眠且換出：進(jìn)程正在睡眠，且被換出內(nèi)存。 被搶先：進(jìn)程從內(nèi)核狀態(tài)返回用戶(hù)狀態(tài)時(shí)，內(nèi)核搶先于它做了上下文切換，調(diào)度了另一個(gè)進(jìn)程。原先這個(gè)進(jìn)程就處于被搶先狀態(tài)。 僵死狀態(tài)（zombie）：進(jìn)程調(diào)用exit結(jié)束，進(jìn)程不再存在，但在進(jìn)程表項(xiàng)中仍有記錄，該記錄可由父進(jìn)程收集。
現(xiàn)在我們從進(jìn)程的創(chuàng)建到退出來(lái)看看進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)化。需要說(shuō)明的是，進(jìn)程在它的生命周期里并不一定要經(jīng)歷所有狀態(tài)。
五、Linux進(jìn)程的創(chuàng)建
fork函數(shù)在Linux下產(chǎn)生新的進(jìn)程的系統(tǒng)調(diào)用，這個(gè)函數(shù)名是英文中“分叉”的意思。為什么取這個(gè)名字呢? 因?yàn)橐粋�(gè)進(jìn)程在運(yùn)行中，如果使用了fork，就產(chǎn)生了另一個(gè)進(jìn)程，于是進(jìn)程就“分叉”了，所以這個(gè)名字取得很形象。fork的語(yǔ)法如下所示：
#include
#include
pid_t fork();
在Linux網(wǎng)絡(luò)編程中經(jīng)常用到fork()系統(tǒng)調(diào)用。例如在一個(gè)客戶(hù)機(jī)/Web服務(wù)器構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，Web服務(wù)器往往可以滿(mǎn)足許多客戶(hù)端的請(qǐng)求。如果一個(gè)客戶(hù)機(jī)要訪問(wèn)Web服務(wù)器，需要發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求，此時(shí)由服務(wù)器生成一個(gè)父進(jìn)程，然后父進(jìn)程通過(guò)fork()系統(tǒng)調(diào)用產(chǎn)生一個(gè)子進(jìn)程，此時(shí)客戶(hù)機(jī)的請(qǐng)求由子進(jìn)程完成。父進(jìn)程可以再度回到等待狀態(tài)不斷服務(wù)其他客戶(hù)端。原理如下圖所示。
有一個(gè)更簡(jiǎn)單的執(zhí)行其他程序的函數(shù)system，參數(shù)string傳遞給一個(gè)命令解釋器（一般為sh）執(zhí)行，即string被解釋為一條命令，由sh執(zhí)行該命令。若參數(shù)string為一個(gè)空指針，則檢查命令解釋器是否存在。該命令可以和同命令行下的命令形式相同，但由于命令作為一個(gè)參數(shù)放在系統(tǒng)調(diào)用中，應(yīng)注意編譯時(shí)對(duì)特殊意義字符的處理。命令的查找是按PATH環(huán)境變量的定義執(zhí)行的。命令所生成的后果一般不會(huì)對(duì)父進(jìn)程編程造成影響。返回值：當(dāng)參數(shù)為空指針時(shí)，只有當(dāng)命令解釋器有效時(shí)返回值為非零。若參數(shù)不為空指針，返回值為該命令的返回狀態(tài)（同waitpid()）的返回值。命令無(wú)效或語(yǔ)法錯(cuò)誤則返回非零值，所執(zhí)行的命令被終止。其他情況則返回－1.它是一個(gè)較高層的函數(shù)，實(shí)際上相當(dāng)于在shell下執(zhí)行一條命令，除了system之外，系統(tǒng)調(diào)用exec來(lái)執(zhí)行一個(gè)可執(zhí)行文件，來(lái)代替當(dāng)前進(jìn)程的執(zhí)行映像。系統(tǒng)調(diào)用exit的功能是終止發(fā)出調(diào)用的進(jìn)程。sleep函數(shù)調(diào)用用來(lái)指定進(jìn)程掛起的秒數(shù)。wait函數(shù)族用來(lái)等待和控制進(jìn)程。poppen函數(shù)和system函數(shù)類(lèi)似，區(qū)別是它用管道方式處理輸出。
父進(jìn)程和子進(jìn)程的關(guān)系是管理和被管理的關(guān)系，當(dāng)父進(jìn)程終止時(shí)，子進(jìn)程也隨之而終止。但子進(jìn)程終止時(shí)，父進(jìn)程并不一定終止。比如httpd服務(wù)器運(yùn)行時(shí)，我們可以殺掉其子進(jìn)程，父進(jìn)程并不會(huì)因?yàn)樽舆M(jìn)程的終止而終止。
六、進(jìn)程的管理
1、啟動(dòng)進(jìn)程
輸入需要運(yùn)行的程序的程序名，執(zhí)行一個(gè)程序，其實(shí)也就是啟動(dòng)了一個(gè)進(jìn)程。在Linux系統(tǒng)中，每個(gè)進(jìn)程都具有一個(gè)進(jìn)程號(hào)（PID），用于系統(tǒng)識(shí)別和調(diào)度進(jìn)程。啟動(dòng)一個(gè)進(jìn)程有兩個(gè)主要途徑：手工啟動(dòng)和調(diào)度啟動(dòng)，后者是事先進(jìn)行設(shè)置，根據(jù)用戶(hù)要求自動(dòng)啟動(dòng)。由用戶(hù)輸入命令，直接啟動(dòng)一個(gè)進(jìn)程便是手工啟動(dòng)進(jìn)程。但手工啟動(dòng)進(jìn)程又可以分為很多種，根據(jù)啟動(dòng)的進(jìn)程類(lèi)型不同；性質(zhì)不同，實(shí)際結(jié)果也不一樣。
（1）前臺(tái)啟動(dòng)
前臺(tái)啟動(dòng)是手工啟動(dòng)一個(gè)進(jìn)程的最常用的方式。用戶(hù)鍵入一個(gè)命令“df”，就已經(jīng)啟動(dòng)了一個(gè)進(jìn)程，而且是一個(gè)前臺(tái)的進(jìn)程。這時(shí)候系統(tǒng)其實(shí)已經(jīng)處于多進(jìn)程狀態(tài)。有許多運(yùn)行在后臺(tái)的、系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)就已經(jīng)自動(dòng)啟動(dòng)的進(jìn)程正在悄悄運(yùn)行著。有的用戶(hù)在鍵入“df”命令以后趕緊使用“ps -x”查看，卻沒(méi)有看到df進(jìn)程，會(huì)覺(jué)得很奇怪。其實(shí)這里因?yàn)閐f這個(gè)進(jìn)程結(jié)束太快，使用ps查看時(shí)該進(jìn)程已經(jīng)執(zhí)行結(jié)束了。如果啟動(dòng)一個(gè)比較耗時(shí)的進(jìn)程，例如在根命令下運(yùn)行：find，然后使用ps aux查看，就會(huì)看到在里面有一個(gè)find進(jìn)程。
（2）后臺(tái)啟動(dòng)
直接從后臺(tái)手工啟動(dòng)一個(gè)進(jìn)程用得比較小一些，除非是該進(jìn)程甚為耗時(shí)，且用戶(hù)也不急著需要結(jié)果。假設(shè)用戶(hù)要啟動(dòng)一個(gè)需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的格式化文本文件的進(jìn)程，為了不使整個(gè)shell在格式化過(guò)程中都處于“癱瘓”狀態(tài)，從后臺(tái)啟動(dòng)這個(gè)進(jìn)程是明智的選擇。
2、進(jìn)程調(diào)度
當(dāng)需要中斷一個(gè)前臺(tái)進(jìn)程的時(shí)候，通常使用Ctrl+C組合鍵。但是對(duì)于一個(gè)后臺(tái)進(jìn)程，就不是一個(gè)組合鍵所能解決的了，這時(shí)就必須使用kill命令。該命令可以終止后臺(tái)進(jìn)程。至于終止后臺(tái)進(jìn)程的原因有很多，或許是該進(jìn)程占用的CPU時(shí)間過(guò)多；或許是該進(jìn)程已經(jīng)掛死。這種情況是經(jīng)常發(fā)生的。kill命令的工作原理是：向Linux系統(tǒng)的內(nèi)核發(fā)送一個(gè)系統(tǒng)操作信號(hào)和某個(gè)程序的進(jìn)程標(biāo)識(shí)號(hào)，然后系統(tǒng)內(nèi)核就可以對(duì)進(jìn)程標(biāo)識(shí)號(hào)指定的進(jìn)程進(jìn)行操作。
七、Linux的第一個(gè)進(jìn)程：init
init是Linux系統(tǒng)執(zhí)行的第一個(gè)進(jìn)程，進(jìn)程ID為1,是系統(tǒng)所有進(jìn)程的起點(diǎn)，主要用來(lái)執(zhí)行一些開(kāi)機(jī)初始化腳本和監(jiān)視進(jìn)程。Linux系統(tǒng)在完成核內(nèi)引導(dǎo)以后就開(kāi)始運(yùn)行init程序，init程序需要讀取配置文件/etc/inittab。Inittab是一個(gè)不可執(zhí)行的文本文件，它由若干行命令所組成。
在RHEL 4系統(tǒng)中，inittab配置文件的內(nèi)容如下所示：
#
#inittab
#
#
#author
#
#Default runlevel.the runlevels used by rhs are:
#0 - halt (do not set initdefault to this)
#1 - single user mode
#2 - multiuser,without nfs (the same as 3, if you do not haver networking)
#3 - full multiuser mode
#4 - unused
#5 - X11
#6 - reboot (do not set initdefault to this)
#
//表示當(dāng)前缺省運(yùn)行級(jí)別為5,啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)入圖形化界面
id:5:initdefault:
//啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)執(zhí)行/etc/rc.d/rc.sysinit腳本
#system initialization.
si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit
10:0:wait:/etc/rc.d/rc 0
11:1:wait:/etc/rc.d/rc 1
12:2:wait:/etc/rc.d/rc 2
13:3:wait:/etc/rc.d/rc 3
14:4:wait:/etc/rc.d/rc 4
//當(dāng)運(yùn)行級(jí)別為5時(shí)，以5為參數(shù)運(yùn)行/etc/rc.d/rc腳本，init將等待其返回
15:5:wait:/etc/rc.d/rc 5
16:6:wait:/etc/rc.d/rc 6
//在啟動(dòng)過(guò)程中允許按[ctrl-alt-]重啟系統(tǒng)
#trap ctrl-alt-
ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t3 -r now
#
..................................
#
//在運(yùn)行級(jí)別2、3、4、5以上ttyX為參數(shù)執(zhí)行/sbin/mingetty程序，打開(kāi)ttyX終端用于用戶(hù)登錄，如果進(jìn)程退出則再次運(yùn)行mingetty程序
#run gettys in standard runlevels
1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty1
2:2345:respawn:/sbin/mingetty tty2
3:2345:respawn:/sbin/mingetty tty3
4:2345:respawn:/sbin/mingetty tty4
5:2345:respawn:/sbin/mingetty tty5
6:2345:respawn:/sbin/mingetty tty6
//在級(jí)別5上運(yùn)行xdm程序，提供xdm圖形方式登錄界面，并在退出時(shí)重新執(zhí)行
x:5:respawn:/etc/x11/prefdm -nodaemon
#run xdm in runleverl 5
Inittab配置文件每行的基本格式如下。
id:runlevels:action:procees
其中某些部分可以為空，下面我們逐一介紹。
1、id
1~2個(gè)字符，配置行的惟一標(biāo)識(shí)，在配置文件中不能重復(fù)。
2、runlevels
配置行適用的運(yùn)行級(jí)別，在這里可填入多個(gè)運(yùn)行級(jí)別，比如12345或者35等。
Linux有7個(gè)運(yùn)行級(jí)別：
0：關(guān)機(jī)
1：?jiǎn)斡脩?hù)字符界面
2：不具備網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（NFS）功能的多用戶(hù)字符界面
3：具有網(wǎng)絡(luò)功能的多用戶(hù)字符界面
4：保留不用
5：具有網(wǎng)絡(luò)功能的圖形用戶(hù)界面
6：重新啟動(dòng)系統(tǒng)
3、action
init有如下幾種行為，如下表所示。
init行為
行為
描述
respawn
啟動(dòng)并監(jiān)視第4項(xiàng)指定的process，若process終止則重啟它
wait
執(zhí)行第4項(xiàng)指定的process，并等待它執(zhí)行完備
once
執(zhí)行第4項(xiàng)指定的process
boot
不論在哪個(gè)執(zhí)行等級(jí)，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)都會(huì)運(yùn)行第4項(xiàng)指定的process
bootwait
不論在哪個(gè)執(zhí)行等級(jí)，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)都會(huì)運(yùn)行第4項(xiàng)指定的process，且一直等它執(zhí)行完備
off
關(guān)閉任何動(dòng)作，相當(dāng)于忽略該配置行
ondemand
進(jìn)入ondemand執(zhí)行等級(jí)時(shí)，執(zhí)行第4項(xiàng)指定的process
initdefault
系統(tǒng)啟動(dòng)后進(jìn)入的執(zhí)行等級(jí)，該行不需要指定process
sysinit
不論在哪個(gè)執(zhí)行等級(jí)，系統(tǒng)會(huì)在執(zhí)行boot及bootwait之前執(zhí)行第4項(xiàng)指定的'process
powerwait
當(dāng)系統(tǒng)的供電不足時(shí)執(zhí)行第4項(xiàng)指定的process，且一直等它執(zhí)行完備
powerfailnow
當(dāng)系統(tǒng)的供電嚴(yán)重不足時(shí)執(zhí)行第4項(xiàng)指定的process
ctrlaltdel
當(dāng)用戶(hù)按下ctrl+alt+del 時(shí)執(zhí)行的操作
kbrequest
當(dāng)用戶(hù)按下特殊的組合鍵時(shí)執(zhí)行第4項(xiàng)指定的process，此組合鍵需在keymaps文件定義
4、process
Process為init執(zhí)行的進(jìn)程，這些進(jìn)程都保存在目錄/etc/rc.d/rcX中，其中的X代表運(yùn)行級(jí)別，rc程序接收X參數(shù)，然后運(yùn)行/etc/rc.d/rc.X下面的程序。使用如下命令可以查看/etc/rc.d目錄內(nèi)容。
#ls –l /etc/rc.d/
total 112
drwxr-xr-x 2 root root 4096 3/15 14:44 init.d
-rxwr-xr-x 1 root root 2352 2004-3-17 rc
drwxr-xr-x 2 root root 4096 3/15 14:44 rc0.d
drwxr-xr-x 2 root root 4096 3/15 14:44 rc1.d
drwxr-xr-x 2 root root 4096 3/15 14:44 rc2.d
drwxr-xr-x 2 root root 4096 3/15 14:44 rc3.d
drwxr-xr-x 2 root root 4096 3/15 14:44 rc4.d
drwxr-xr-x 2 root root 4096 3/15 14:44 rc5.d
drwxr-xr-x 2 root root 4096 3/15 14:44 rc6.d
-rxwr-xr-x 1 root root 2200 2004-3-17 rc.local
-rxwr-xr-x 1 root root 2352 2004-3-17 rc.sysinit
…………
使用如下命令查看/etc/rc.d/rc5.d的內(nèi)容。
#ls –l /etc/rc.d/rc5.d
這些文件都是符號(hào)鏈接，以S打頭的標(biāo)識(shí)啟動(dòng)該程序，而以K打頭的標(biāo)識(shí)終止該程序，后面的數(shù)字標(biāo)識(shí)執(zhí)行順序，越小越先執(zhí)行，剩下的標(biāo)識(shí)程序名。系統(tǒng)啟動(dòng)或者切換到該運(yùn)行級(jí)別時(shí)會(huì)執(zhí)行以S打頭的程序，系統(tǒng)切換到該運(yùn)行級(jí)別時(shí)會(huì)執(zhí)行以K打頭的程序。
這個(gè)目錄下的程序可通過(guò)chkconfig程序進(jìn)行管理，當(dāng)然這個(gè)目錄下的程序需要符合一定規(guī)范，如果了解shell編程，可以查看這些符號(hào)鏈接所指向的程序的源碼。
init也是一個(gè)進(jìn)程，和普通的進(jìn)程具有一樣的屬性。比如修改了/etc/inittab，想讓修改馬上生效，可通過(guò)運(yùn)行“kill-SIGHUP 1”來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可通過(guò)運(yùn)行“init q”來(lái)實(shí)現(xiàn)。
八、Linux的線(xiàn)程簡(jiǎn)介
1、Linux線(xiàn)程的定義
線(xiàn)程（thread）是在共享內(nèi)存空間中并發(fā)的多道執(zhí)行路徑，它們共享一個(gè)進(jìn)程的資源，如文件描述和信號(hào)處理。在兩個(gè)普通進(jìn)程（非線(xiàn)程）間進(jìn)行切換時(shí)，內(nèi)核準(zhǔn)備從一個(gè)進(jìn)程的上下文切換到另一個(gè)進(jìn)程的上下文要花費(fèi)很大的開(kāi)銷(xiāo)。這里上下文切換的主要任務(wù)是保存老進(jìn)程CPU狀態(tài)并加載新進(jìn)程的保存狀態(tài)，用新進(jìn)程的內(nèi)存映像替換進(jìn)程的內(nèi)存映像。線(xiàn)程允許你的進(jìn)程在幾個(gè)正在運(yùn)行的任務(wù)之間進(jìn)行切換，而不必執(zhí)行前面提到的完整的上下文。另外本文介紹的線(xiàn)程是針對(duì)POSIX線(xiàn)程的，也就是Pthread。也因?yàn)長(zhǎng)inux對(duì)它的支持最好，相對(duì)進(jìn)程而言，線(xiàn)程是一個(gè)更加接近于執(zhí)行體的概念，它可以與同進(jìn)程中的其他線(xiàn)程共享數(shù)據(jù)，但擁有自己的�？臻g，擁有獨(dú)立的執(zhí)行序列。在串行程序基礎(chǔ)上引入線(xiàn)程和進(jìn)程是為了提高程序的并發(fā)度，從而提高程序運(yùn)行效率和響應(yīng)時(shí)間。也可以將線(xiàn)程和輕量級(jí)進(jìn)程（LWP）視為等同的，但其實(shí)在不同的系統(tǒng)/實(shí)現(xiàn)中有不同的解釋?zhuān)琇WP更恰當(dāng)?shù)慕忉尀橐粋�(gè)虛擬CPU或內(nèi)核的線(xiàn)程。它可以幫助用戶(hù)態(tài)線(xiàn)程實(shí)現(xiàn)一些特殊的功能。Pthread是一種標(biāo)準(zhǔn)化模型，它用來(lái)把一個(gè)程序分成一組能夠同時(shí)執(zhí)行的任務(wù)。
2、什么場(chǎng)合使用Pthread，即線(xiàn)程
�。�1）在返回前阻塞的I/O任務(wù)能夠使用一個(gè)線(xiàn)程處理I/O，同時(shí)繼續(xù)執(zhí)行其他處理任務(wù)。
�。�2）在有一個(gè)或多個(gè)任務(wù)受不確定性事件，比如網(wǎng)絡(luò)通信的可獲得性影響的場(chǎng)合，能夠使用線(xiàn)程處理這些異步事件，同時(shí)繼續(xù)執(zhí)行正常的處理。
�。�3）如果某些程序功能比其他的功能更重要，可以使用線(xiàn)程以保證所有功能都出現(xiàn)，但那些時(shí)間密集型的功能具有更高的優(yōu)先級(jí)。
以上三點(diǎn)可以歸納為：在檢查程序中潛在的并行性時(shí)，也就是說(shuō)在要找出能夠同時(shí)執(zhí)行任務(wù)時(shí)使用Pthread。上面已經(jīng)介紹了，Linux進(jìn)程模型提供了執(zhí)行多個(gè)進(jìn)程的能力，已經(jīng)可以進(jìn)行并行或并發(fā)編程，可是純種能夠讓你對(duì)多個(gè)任務(wù)的控制程序更好、使用資源更少，因?yàn)橐粋�(gè)單一的資源，如全局變量，可以由多個(gè)線(xiàn)程共享。而且，在擁有多個(gè)處理器的系統(tǒng)上，多線(xiàn)程應(yīng)用會(huì)比用多個(gè)進(jìn)程實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用執(zhí)行速度更快。
3、Linux進(jìn)程和線(xiàn)程的發(fā)展
1999年1月發(fā)布的Linux 2.2內(nèi)核中，進(jìn)程是通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用fork創(chuàng)建的，新的進(jìn)程是原來(lái)進(jìn)程的子進(jìn)程。需要說(shuō)明的是，在2.2.x版本中，不存在真正意義上的線(xiàn)程（thread）。Linux中常用的線(xiàn)程Pthread實(shí)際上是通過(guò)進(jìn)程來(lái)模擬的。也就是說(shuō)Linux中的線(xiàn)程也是通過(guò)fork創(chuàng)建的，是“輕”進(jìn)程。Linux 2.2只默認(rèn)允許4096個(gè)進(jìn)程/線(xiàn)程同時(shí)運(yùn)行。高端系統(tǒng)同時(shí)要服務(wù)上千個(gè)用戶(hù)，所以這顯然是一個(gè)問(wèn)題，它一度是阻礙Linux進(jìn)入企業(yè)級(jí)市場(chǎng)的一大因素。
2001年1月發(fā)布的Linux 2.4內(nèi)核消除了這個(gè)限制，并且允許在系統(tǒng)運(yùn)行中動(dòng)態(tài)調(diào)整進(jìn)程數(shù)上限。因此，進(jìn)程數(shù)現(xiàn)在只受制于物理內(nèi)存的多少。在高端服務(wù)器上，即使安裝了512MB內(nèi)存，現(xiàn)在也能輕而易舉地同時(shí)支持1萬(wàn)6千個(gè)進(jìn)程。
2003年12月發(fā)布的2.6內(nèi)核，進(jìn)程調(diào)度經(jīng)過(guò)重新編寫(xiě)，去掉了以前版本中效率不高的算法。以前，為了決定下一步要運(yùn)行哪一個(gè)任務(wù)，進(jìn)程調(diào)度程序要查看每一個(gè)準(zhǔn)備好的任務(wù)，并且經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)決定哪一個(gè)任務(wù)相對(duì)來(lái)更為重要。進(jìn)程標(biāo)識(shí)號(hào)（PID）的數(shù)目也從32000升到10億。內(nèi)核內(nèi)部的大改變之一就是Linux的線(xiàn)程框架被重寫(xiě)，以使NPTL（Native POSIX Thread Library）可以運(yùn)行于其上。對(duì)于運(yùn)行負(fù)荷繁重的線(xiàn)程應(yīng)用的Pentium Pro及更先進(jìn)的處理器而言，這是一個(gè)主要的性能提升，也是企業(yè)級(jí)應(yīng)用中的很多高端系統(tǒng)一直以來(lái)所期待的。線(xiàn)程框架的改變包含Linux線(xiàn)程空間中的許多新的概念，包括線(xiàn)程組、線(xiàn)程各自的本地存儲(chǔ)區(qū)、POSIX風(fēng)格信號(hào)，以及其他改變。改進(jìn)后的多線(xiàn)程和內(nèi)存管理技術(shù)有助于更好地運(yùn)行大型多媒體應(yīng)用軟件。
4、總結(jié)
線(xiàn)程和進(jìn)程在使用上各有優(yōu)缺點(diǎn)：線(xiàn)程執(zhí)行開(kāi)銷(xiāo)小，但不利于資源的管理和保護(hù)；而進(jìn)程正相反。同時(shí)，線(xiàn)程適合于在對(duì)稱(chēng)處理器的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，而進(jìn)程則可以跨機(jī)器遷移。另外，進(jìn)程可以擁有資源，線(xiàn)程共享進(jìn)程擁有的資源。進(jìn)程間的切換必須保存在進(jìn)程控制塊PCB（Process Control Block）中。同一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)線(xiàn)程間的切換不用那么麻煩。最后一個(gè)實(shí)例來(lái)作為本文的結(jié)束：當(dāng)你在一臺(tái)Linux PC上打開(kāi)兩個(gè)OICQ，每一個(gè)OICQ是一個(gè)進(jìn)程；而當(dāng)你在一個(gè)OICQ上和多人聊天時(shí)，每一個(gè)聊天窗口就是一個(gè)線(xiàn)程。
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