建站
咨詢
售后
建站咨詢
新聞中心
Linux是一個開源的操作系統(tǒng)，它的核心部分是由C語言編寫的，運行在各種硬件設(shè)備上。在Linux中，等待隊列和完成量非常重要，它們對于進程的掛起和喚醒，以及異步通信起著重要的作用。但是，對于初學者來說，它們不易理解，容易混淆。本文將深入剖析Linux等待隊列和完成量的區(qū)別，幫助大家更清楚地了解它們之間的差別，以及在程序設(shè)計中的應(yīng)用。
1. 等待隊列
等待隊列是Linux中一種用來掛起進程的機制，一般用于同步線程之間的數(shù)據(jù)交換。比如，當一個進程需要訪問共享資源時，如果該資源當前正在被占用，則需要等待。這時，會把當前進程加入到等待隊列中，并掛起該進程，直到資源被釋放。在Linux中，等待隊列可以是一個列表，也可以是一個數(shù)組，它們都是由等待隊列頭結(jié)構(gòu)等管理的。
等待隊列頭結(jié)構(gòu)包括了等待隊列中所有掛起的進程，包括其線程ID和等待原因。同時，等待隊列頭結(jié)構(gòu)還包含了當前掛起的進程數(shù)量和信號量。在等待隊列頭結(jié)構(gòu)中，有一個指針，指向喚醒所有進程的函數(shù)。當資源被釋放時，該函數(shù)將被調(diào)用，此時等待隊列中的所有進程都將被喚醒。
在Linux中，等待隊列是實現(xiàn)進程間同步的重要手段。在多線程的環(huán)境下，等待隊列可以有效地防止資源的競爭，提高了程序的效率。
2. 完成量
完成量是Linux中用于異步通信的機制，它可以在數(shù)據(jù)處理完畢后，通知等待者已經(jīng)完成。在Linux中，完成量可以看成是一種與信號量相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在某些情況下，完成量可以替代信號量的使用。
完成量通過原子操作實現(xiàn)，它不僅可以與其他進程通信，還能與硬件設(shè)備通信。在Linux中，硬件設(shè)備可以發(fā)送一個中斷信號，該信號會觸發(fā)一個中斷服務(wù)例程，中斷服務(wù)例程可以通過完成量來通知進程，已經(jīng)處理完畢。
在Linux中，完成量可以作為一種同步機制，它可以實現(xiàn)等待者與處理者之間的同步，提高系統(tǒng)的處理能力。同時，完成量還可以作為一種異步通信機制，用于在不同的進程之間進行通信。
3. 等待隊列與完成量的區(qū)別
在Linux中，等待隊列和完成量都是用來實現(xiàn)進程間同步和異步通信的機制。它們之間的主要區(qū)別在于：
（1）等待隊列用于掛起一個或多個進程，并在資源可用時喚醒它們。而完成量則用于異步通信，在數(shù)據(jù)處理完畢后，通知等待者已經(jīng)完成。
（2）等待隊列可以防止資源的競爭，提高程序的效率；而完成量則可以實現(xiàn)等待者和處理者之間的同步和異步通信。
（3）等待隊列是一種在時間上長時間等待的機制，而完成量則是在時間上短時間等待的機制。
等待隊列和完成量都是Unix/Linux操作系統(tǒng)中非常重要的機制，它們可以實現(xiàn)進程間的同步和異步通信，有助于提高系統(tǒng)的運行效率和處理能力。在程序設(shè)計中，正確理解等待隊列和完成量的區(qū)別，能幫助我們更好地利用這兩種機制，從而設(shè)計出更高效、更可靠的程序。
成都網(wǎng)站建設(shè)公司-創(chuàng)新互聯(lián)為您提供網(wǎng)站建設(shè)、網(wǎng)站制作、網(wǎng)頁設(shè)計及定制高端網(wǎng)站建設(shè)服務(wù)！
Linux系統(tǒng)的進程調(diào)度
Linux進程調(diào)度
1．調(diào)度方式
Linux系統(tǒng)的調(diào)度方式基本上采用“
搶占式優(yōu)先級
”方式，當進程在用戶模式下運行時，不管它是否自愿，核心在一定條件下（如該進程的時間片用完或等待I/O）可以暫時中止其運行，而調(diào)度其他進程運行。一旦進程切換到內(nèi)核模式下運行時，就不受以上限制，而一直運行下去，僅在重新回到用戶模式之前才會發(fā)生進程調(diào)度。
Linux系統(tǒng)中的調(diào)度基本上繼承了UNIX系統(tǒng)的
以優(yōu)先級為基礎(chǔ)
的調(diào)度。也就是說，兆答核心為系統(tǒng)中每個進程計算出一個優(yōu)先級，該優(yōu)先級反映了一個進程獲得CPU使用權(quán)的資格，即高優(yōu)先級的進程優(yōu)先得到運行。核心從進程就緒隊列中挑選一個優(yōu)先級更高的進程，為其分配一個CPU時間片，令其投入運行。在運行過程中，當前進程的優(yōu)先級隨時間喊悄遞減，這樣就實現(xiàn)了“負反饋”作用，即經(jīng)過一段時間之后，原來級別較低的進程就相對“提升”了級別，從而有機會得到運行。當所有進程的優(yōu)先級都變?yōu)?（更低）時，就重新計算一次所有進程的優(yōu)先級。
2．調(diào)度策略
Linux系統(tǒng)針對不同類別的進程提供了3種不同的調(diào)度策略，即SCHED_FIFO、SCHED_RR及SCHED_OTHER。其中，SCHED_FIFO適合于
短實時進程
，它們對時間性要求比較強，而每次運行所需的時間比較短。一旦這種進程被調(diào)度且開始運行，就一直運行到自愿讓出CPU或被優(yōu)先級更高的進程搶占其執(zhí)行權(quán)為止。
SCHED_RR對應(yīng)“時間片輪轉(zhuǎn)法”，適合于每次運行需要
較長時間的實時進程
。一個運行進程分配一個時間片（200 ms），當時間片用完后，CPU被另外進程搶占，而該進程被送回相同優(yōu)先級隊列的末尾，核心動態(tài)調(diào)整用戶態(tài)進程的優(yōu)先級。這樣，一個進程從創(chuàng)建到完成任務(wù)后終止，需要經(jīng)歷多次反饋循環(huán)。當進程再次被調(diào)度運行時，它就從上次斷點處開始繼續(xù)執(zhí)行。
SCHED_OTHER是傳統(tǒng)的UNIX調(diào)度策略，適合于交互式的
分時進程
。這類進程的優(yōu)先級取決于兩個因素：一個是進程剩余時間配額，如果進程用完了配給的時間，則相應(yīng)優(yōu)先級降到0；另一個是進程的優(yōu)先數(shù)nice，這是從UNIX系統(tǒng)沿襲下來的方法，優(yōu)先數(shù)越小，其優(yōu)先級越高。nice的取值范圍是-20 19。用戶可以利用nice命令設(shè)定進程的nice值。但一般用戶只能設(shè)定正值，從而主動降低其優(yōu)先級；只有特權(quán)用戶才能把nice的值設(shè)置為負數(shù)。進程的優(yōu)先級就是以上二者之和。
后臺命令對應(yīng)后臺進程（又稱后臺作業(yè)）。后臺進程的優(yōu)先級低于任何交互（前臺）進程的優(yōu)先級。所以，只有當系統(tǒng)中當前不存在可運行的交互進程時，才調(diào)度后臺進程運行。后臺進程往往按批處理方式調(diào)鄭猜渣度運行。
3．調(diào)度時機
核心進行進程調(diào)度的時機有以下5種情況：
（1）當前進程調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用nanosleep( )或者pause( )，使自己進入睡眠狀態(tài)，主動讓出一段時間的CPU的使用權(quán)。
（2）進程終止，永久地放棄對CPU的使用。
（3）在時鐘中斷處理程序執(zhí)行過程中，發(fā)現(xiàn)當前進程連續(xù)運行的時間過長。
（4）當喚醒一個睡眠進程時，發(fā)現(xiàn)被喚醒的進程比當前進程更有資格運行。
（5）一個進程通過執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用來改變調(diào)度策略或者降低自身的優(yōu)先級（如nice命令），從而引起立即調(diào)度。
4．調(diào)度算法
進程調(diào)度的算法應(yīng)該比較簡單，以便減少頻繁調(diào)度時的系統(tǒng)開銷。Linux執(zhí)行進程調(diào)度時，首先查找所有在就緒隊列中的進程，從中選出優(yōu)先級更高且在內(nèi)存的一個進程。如果隊列中有實時進程，那么實時進程將優(yōu)先運行。如果最需要運行的進程不是當前進程，那么當前進程就被掛起，并且保存它的現(xiàn)場—— 所涉及的一切機器狀態(tài)，包括程序計數(shù)器和CPU寄存器等，然后為選中的進程恢復運行現(xiàn)場。
（二）Linux常用調(diào)度命令
· nohup命令
nohup命令的功能是以忽略掛起和退出的方式執(zhí)行指定的命令。其命令格式是：
nohup command?。踑rguments］
其中，command是所要執(zhí)行的命令，arguments是指定命令的參數(shù)。
nohup命令告訴系統(tǒng)，command所代表的命令在執(zhí)行過程中不受任何結(jié)束運行的信號（hangup和quit）的影響。例如，
$ nohup find / -name exam.txt -print>f1 &
find命令在后臺運行。在用戶注銷后，它會繼續(xù)運行：從根目錄開始，查找名字是exam.txt的文件，結(jié)果被定向到文件f1中。
如果用戶沒有對輸出進行重定向，則輸出被附加到當前目錄的nohup.out文件中。如果用戶在當前目錄中不具備寫權(quán)限，則輸出被定向到$HOME/nohup.out 中。
· at命令
at命令允許指定命令執(zhí)行的時間。at命令的常用形式是：
at time command
其中，time是指定命令command在將來執(zhí)行時的時間和日期。時間的指定方法有多種，用戶可以使用絕對時間，也可以用相對時間。該指定命令將以作業(yè)形式在后臺運行。例如：
$ at 15:00 Oct 20
回車后進入接收方式，接著鍵入以下命令：
mail -s “Happy Birthday!” liuzheny
按下D鍵，屏幕顯示：
job.a at Wed Oct 20 15:00:00 CST
$
表明建立了一個作業(yè)，其作業(yè)ID號是.a，運行作業(yè)的時間是1999年10月20日下午3:00，給liuzheny發(fā)一條標題為“Happy Birthday！”（生日快樂）的空白郵件。
利用 at -l 可以列出當前at隊列中所有的作業(yè)。
利用 at -r 可以刪除指定的作業(yè)。這些作業(yè)以前由at或batch命令調(diào)度。例如，
at -r.a
將刪除作業(yè)ID號是.a的作業(yè)。其一般使用形式是：
at -r job_id
注意，結(jié)尾是.a的作業(yè)ID號，表示這個作業(yè)是由at命令提交的；結(jié)尾是.b的作業(yè)ID號，表示這個作業(yè)是由batch命令提交的。
· batch命令
batch命令不帶任何參數(shù)，它提交的作業(yè)的優(yōu)先級比at命令提交的作業(yè)的優(yōu)先級低。batch無法指定作業(yè)運行的時間。實際運行時間要看系統(tǒng)中已經(jīng)提交的作業(yè)數(shù)量。如果系統(tǒng)中優(yōu)先級較高的作業(yè)比較多，那么，batch提交的作業(yè)則需要等待；如果系統(tǒng)空閑，則運行batch提交的作業(yè)。例如，
$ batch
回車后進入接收方式，接著鍵入命令：
find / -name exam.txt -print
按下D。退出接收方式，屏幕顯示：
job.b at Thu Nov 18 14:30:00 CST
表示find命令被batch作為一個作業(yè)提交給系統(tǒng)，作業(yè)ID號是.b。如果系統(tǒng)當前空閑，這個作業(yè)被立即執(zhí)行，其結(jié)果同樣作為郵件發(fā)送給用戶。
· jobs命令
jobs命令用來顯示當前shell下正在運行哪些作業(yè)（即后臺作業(yè)）。例如：
$ jobs
+ Running tar tv3 *&
– Running find / -name README -print > logfile &
$
其中，之一列方括號中的數(shù)字表示作業(yè)序號，它是由當前運行的shell分配的，而不是由操作系統(tǒng)統(tǒng)一分配的。在當前shell環(huán)境下，之一個后臺作業(yè)的作業(yè)號為1，第二個作業(yè)的作業(yè)號為2，等等。
第二列中的“ ”號表示相應(yīng)作業(yè)的優(yōu)先級比“－”號對應(yīng)作業(yè)的優(yōu)先級高。
第三列表明作業(yè)狀態(tài)，是否為運行、中斷、等待輸入或停止等。
最后列出的是創(chuàng)建當前這個作業(yè)所對應(yīng)的命令行。
利用 jobs -l 形式，可以在作業(yè)號后顯示出相應(yīng)進程的PID。如果想只顯示相應(yīng)進程的PID，不顯示其它信息，則使用 jobs -p 形式。
· fg命令
fg命令把指定的后臺作業(yè)移到前臺。其使用格式是：
fg
其中，參數(shù)job是一個或多個進程的PID，或者是命令名稱或者作業(yè)號（前面要帶有一個“%”號）。例如：
$ jobs
+ Running tar tv3 *&
– Running find / -name README -print > logfile&
$ fg %find
find / -name README -print > logfile
注意，顯示的命令行末尾沒有“&”符號。下面命令能產(chǎn)生同樣的效果：
$ fg %1
這樣，find命令對應(yīng)的進程就在前臺執(zhí)行。當后臺只有一個作業(yè)時，鍵入不帶參數(shù)的fg命令，就能使相應(yīng)進程移到前臺。當有兩個或更多的后臺作業(yè)時，鍵入不帶參數(shù)的fg，就把最后進入后臺的進程首先移到前臺。
· bg命令
bg命令可以把前臺進程換到后臺執(zhí)行。其使用格式是：
bg
其中，job是一個或多個進程的PID、命令名稱或者作業(yè)號，在參數(shù)前要帶“%”號。例如，在cc（C編譯命令）命令執(zhí)行過程中，按下Z鍵，使這個作業(yè)掛起。然后鍵入以下命令：
$ bg %cc
linux等待隊列和完成量區(qū)別的介紹就聊到這里吧，感謝你花時間閱讀本站內(nèi)容，更多關(guān)于linux等待隊列和完成量區(qū)別,深入剖析：Linux等待隊列和完成量的區(qū)別,Linux系統(tǒng)的進程調(diào)度的信息別忘了在本站進行查找喔。
四川成都云服務(wù)器租用托管【創(chuàng)新互聯(lián)】提供各地服務(wù)器租用，電信服務(wù)器托管、移動服務(wù)器托管、聯(lián)通服務(wù)器托管，云服務(wù)器虛擬主機租用。成都機房托管咨詢：13518219792
創(chuàng)新互聯(lián)（www.cdcxhl.com）擁有10多年的服務(wù)器租用、服務(wù)器托管、云服務(wù)器、虛擬主機、網(wǎng)站系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗、開啟建站+互聯(lián)網(wǎng)銷售服務(wù)，與企業(yè)客戶共同成長，共創(chuàng)價值。
網(wǎng)站標題：深入剖析：Linux等待隊列和完成量的區(qū)別(linux等待隊列和完成量區(qū)別)
網(wǎng)站地址：http://m.5511xx.com/article/coochgi.html
