Was bedeutet Prozess unter Linux?

Ein Prozess ist eine Instanz eines unter Linux ausgeführten Programms und stellt die Grundeinheit für die Verwaltung von Transaktionen dar. Ein Prozess verfügt über eine eigene unabhängige Verarbeitungsumgebung und Systemressourcen. Der Status eines Prozesses ändert sich, einschließlich Prozesserstellung, -planung und -beendigung.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Linux5.9.8-System, Dell G3-Computer.

Ein Prozess ist eine Instanz eines Programms, das unter Linux ausgeführt wird.

Im Linux-System erledigt das Betriebssystem Aufgaben nacheinander durch Prozesse. Der Prozess ist die Grundeinheit für die Verwaltung von Transaktionen. Der Prozess verfügt über eine eigene unabhängige Verarbeitungsumgebung (z. B. welche Umgebungsvariablen derzeit benötigt werden, wo sich das Verzeichnis befindet, in dem das Programm ausgeführt wird, welcher Benutzer das Programm derzeit ausführt usw.) und Systemressourcen (z. B. CPU-Belegung des Prozessors). , Speicher, I/O-Geräte, Daten, Programme).

Wenn Sie ein Programm in einem Linux-System ausführen, erstellt das System eine spezifische Umgebung für das Programm. Diese Umgebung enthält alles, was das System zum Ausführen des Programms benötigt.

Jedes Mal, wenn Sie einen Befehl unter Linux ausführen, wird ein neuer Prozess erstellt oder gestartet. Wenn Sie beispielsweise versuchen, den Befehl „ls -l“ auszuführen, um den Inhalt eines Verzeichnisses aufzulisten, starten Sie einen Prozess. Wenn auf dem Bildschirm zwei Terminalfenster angezeigt werden, haben Sie möglicherweise dasselbe Terminalprogramm zweimal ausgeführt und es werden zwei Terminalprozesse angezeigt.

In jedem Terminalfenster kann eine Shell ausgeführt werden, und jede ausgeführte Shell ist ein Prozess. Wenn Sie einen Befehl über die Shell aufrufen, wird das entsprechende Programm in einem neuen Prozess ausgeführt. Wenn die Prozessausführung des Programms abgeschlossen ist, wird der Prozess der Shell wieder ausgeführt.

Das Betriebssystem verfolgt Prozesse über einen numerischen Code, der als PID oder Prozess-ID bezeichnet wird. Jeder Prozess im System verfügt über eine eindeutige PID.

Jetzt verwenden wir ein Beispiel, um den Prozess unter Linux zu verstehen. Wir führen den folgenden Befehl in der Shell-Befehlszeile aus:

$ sleep 10 &
[1] 3324

Da das Programm 10 Sekunden wartet, suchen wir schnell nach einem Prozess mit dem Namen „sleep“ in der aktuellen Shell:

$ ps -ef | grep sleep
mozhiyan  3324  5712  cons1  17:11:46  /usr/bin/sleep

Wir sehen, dass der Prozess mit dem Namen /usr/bin/sleep läuft das System (mit der gleichen PID, die wir im vorherigen Befehl erhalten haben).

Jetzt versuchen wir, den obigen Sleep-Befehl von drei verschiedenen Terminalfenstern aus parallel auszuführen. Die Ausgabe des obigen Befehls sieht in etwa wie folgt aus:

$ ps -ef | grep sleep
mozhiyan  896   5712  cons1  17:16:51  /usr/bin/sleep
mozhiyan  5924  5712  cons1  17:16:52  /usr/bin/sleep
mozhiyan  2424  5712  cons1  17:16:50  /usr/bin/sleep

Wir sehen, dass jede Instanz des Sleep-Programms einen separaten Prozess erstellt.

Jeder Linux-Prozess hat eine andere ID-Nummer, die die ID des übergeordneten Prozesses (ppid) ist. Jeder Benutzerprozess im System hat einen übergeordneten Prozess.

Der Befehl „ps -f“ listet die PID und PPID des Prozesses auf. Die Ausgabe dieses Befehls ähnelt der folgenden:

$ ps -f
   UID     PID   PPID    TTY       STIME      COMMAND
mozhiyan  4124   228    cons0    21:37:09   /usr/bin/ps
mozhiyan   228   1      cons0    21:32:23   /usr/bin/bash

Die Befehle, die Sie an der Shell-Befehlszeilen-Eingabeaufforderung ausführen, haben den aktuellen Shell-Prozess als übergeordneten Prozess. Wenn Sie beispielsweise den Befehl ls an der Shell-Befehlszeile eingeben, führt die Shell den Befehl ls aus. Zu diesem Zeitpunkt kopiert der Linux-Kernel die Speicherseite der Shell und führt dann den Befehl ls aus.

Unter Unix wird jeder Prozess mit den Methoden fork und exec erstellt. Dieser Ansatz führt jedoch zu einem Verlust von Systemressourcen.

Unter Linux wird die Fork-Methode mithilfe von Copy-on-Write-Speicherseiten implementiert, sodass nur der Zeit- und Speicherverlust entsteht, der zum Kopieren der Speicherseitentabelle des übergeordneten Prozesses erforderlich ist, und eine eindeutige Aufgabe für den untergeordneten Prozess erstellt wird Struktur.

Der Copy-on-Write-Modus vermeidet das Erstellen unnötiger Strukturkopien beim Erstellen eines neuen Prozesses. Wenn der Benutzer beispielsweise den Befehl ls an der Shell-Befehlszeile ausgibt, erstellt der Linux-Kernel einen untergeordneten Shell-Prozess, dh der Shell-Prozess ist der übergeordnete Prozess und der Befehlsprozess ls ist der untergeordnete Prozess Der Befehlsprozess zeigt auf diese Shell und verwendet dieselbe Speicherseite. Anschließend verwendet der untergeordnete Prozess die Copy-on-Write-Technologie, um den Befehl ls auszuführen.

Prozessstatus

Jeder Linux-Prozess hat seinen eigenen Lebenszyklus, wie Erstellung, Ausführung, Beendigung und Bereinigung. Jeder Prozess verfügt außerdem über einen eigenen Status, der anzeigt, was gerade im Prozess passiert. Der Status eines Prozesses ändert sich, einschließlich Prozesserstellung, -planung und -beendigung.

Der Prozess kann die folgenden Zustände haben:

• D (ununterbrochener Ruhezustand) – der Prozess schläft und kann erst wieder aufgenommen werden, wenn ein Ereignis eintritt.

• R (Laufstatus) – Der Prozess wird ausgeführt.

• S (Ruhezustand) – der Prozess läuft nicht, sondern wartet auf ein Ereignis oder Signal.

• T (Stoppzustand) – Der Prozess wird durch ein Signal gestoppt, beispielsweise das Signal SIGINT oder SIGSTOP.

• Z (Zombie-Status) – Prozesse, die mit 21eba13340b1d3a525d7480ca5bbd370 gekennzeichnet sind, sind Zombie-Prozesse und bleiben bestehen, weil ihr übergeordneter Prozess sie entsprechend zerstört hat. Wenn der übergeordnete Prozess beendet wird, werden diese Prozesse vom Init-Prozess zerstört.

Um den Status des angegebenen Prozesses anzuzeigen, können Sie den folgenden Befehl verwenden:

ps -C processName -o pid=,cmd,stat

Zum Beispiel:

$ ps -C sleep -o pid=,cmd,stat
      CMD       STAT
9434 sleep 20    S

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