Keine Angst mehr vor Prozessblockaden – Lösung für das Einfrieren von Linux-Prozessen

Bei der Verwendung von Linux-Systemen für die Entwicklung oder den Betrieb und die Wartung stoßen wir häufig auf Prozess-Deadlock-Probleme. Wenn ein Prozess blockiert, wird die Reaktionsgeschwindigkeit des gesamten Systems erheblich verringert oder es kann sogar zum Absturz des Systems kommen. Als Linux-Enthusiasten müssen wir jedoch keine Angst mehr vor Prozess-Deadlocks haben. Da das Linux-System ein leistungsstarkes Werkzeug zum Einfrieren von Prozessen bereitstellt, kann das Problem des Prozess-Deadlocks effektiv gelöst werden. In diesem Artikel werden das Prinzip und die Anwendungsmethode des Einfrierens von Linux-Prozessen ausführlich vorgestellt.

1 Was ist Prozessgefrieren?

Die Technologie zum Einfrieren von Prozessen (Einfrieren von Aufgaben) bezieht sich darauf, Benutzerprozesse und einige Kernel-Threads in einen „kontrollierbaren“ Pausenzustand zu versetzen, wenn das System in den Ruhezustand wechselt oder anhält.

2 Warum Gefriertechnologie benötigt wird

Vorausgesetzt, es gibt keine Einfriertechnologie, kann der Prozess zu jedem planbaren Zeitpunkt angehalten werden und wird erst bei cpu_down angehalten und migriert. Dies kann viele Probleme für das System verursachen:

(1) Es ist möglich, dass das Dateisystem beschädigt wird. Wenn zwischen dem System, das das Ruhezustands-Image erstellt, und dem CPU-Ausfall Prozesse vorhanden sind, die den Inhalt des Dateisystems noch ändern, kann dies dazu führen, dass das Dateisystem nach der Wiederherstellung des Systems nicht vollständig wiederhergestellt werden kann

(2) Dies kann dazu führen, dass die Erstellung des Ruhezustands-Images fehlschlägt. Das Erstellen eines Ruhezustands-Images erfordert ausreichend Speicherplatz. Wenn in diesem Zeitraum jedoch noch Prozesse Speicher beanspruchen, schlägt die Erstellung möglicherweise fehl

(3) Es kann zu Störungen beim Anhalten und Fortsetzen des Geräts kommen. Wenn der Prozess vor dem CPU-Ausfall während des Geräte-Suspendierens immer noch auf das Gerät zugreift, insbesondere auf konkurrierende Ressourcen, kann es zu einer Geräte-Suspendierungsausnahme kommen

(4) Es kann dazu führen, dass der Prozess den Systemschlaf erkennt. Der ideale Zustand des Systemruhezustands besteht darin, dass alle Aufgaben den Ruhezustandsprozess nicht bemerken und nach dem Aufwachen automatisch ihre Arbeit fortsetzen. Allerdings erfordern einige Prozesse, wie z. B. ein bestimmter Prozess, dass alle CPUs online sind, um normal zu funktionieren einfriert, funktioniert es nicht normal.

3 Code-Implementierungs-Framework

Die eingefrorenen Objekte sind Entitäten im Kernel, deren Ausführung geplant werden kann, einschließlich Benutzerprozesse, Kernel-Threads und Work_Queue. Benutzerprozesse können standardmäßig eingefroren werden, was durch Ausleihen des Signalverarbeitungsmechanismus erreicht wird. Einige Kernel-Threads und work_queue können beim Erstellen nicht eingefroren werden Wenn das System in den Gefrierzustand eintritt, wird der Vorgang automatisch unterbrochen.

Kernel-Threads können den Einfrierstatus ermitteln, indem sie kthread_freezable_should_stop aufrufen und __refrigerator aktiv aufrufen, um in den Einfrierzustand zu gelangen. Wenn max_active=0, können neue Arbeiten nicht in die Warteschlange gestellt werden und alle Arbeiten werden verzögert.

Es gibt drei wichtige globale Variablen, die den Einfrierstatus des Systems markieren: pm_freezing, system_freezing_cnt und pm_nosig_freezing. Wenn alle 0 sind, bedeutet dies, dass das System nicht in den Einfrierzustand eingetreten ist; Einfrieren von Benutzerprozessen, pm_nosig_freezing=true bedeutet Einfrieren von Kernel-Threads und Arbeitswarteschlangen. Sie werden in freeze_processes und freeze_kernel_threads festgelegt und in thaw_processes und thaw_kernel_threads gelöscht.

Die Funktion fake_signal_wake_up nutzt den Signalverarbeitungsmechanismus geschickt aus. Sie setzt nur das TIF_SIGPENDING-Bit der Aufgabe, leitet jedoch kein Signal weiter und weckt die Aufgabe dann auf, wenn sie zurückkehrt Überprüfen Sie im Benutzermodus den Einfrierstatus des Systems und nehmen Sie entsprechende Änderungen vor.

Der Code für die Aufgabe zum aktiven Aufrufen von try_to_freeze lautet wie folgt:

static inline bool try_to_freeze_unsafe（void）

{

if （likely（！freezing（current））） //检查系统是否处于freezing状态

return false;

return __refrigerator（false）; //主动进入冻结

}

static inline bool freezing（struct task_struct *p）

{

if （likely（！atomic_read（&system_freezing_cnt））） //系统总体进入freezing

return false;

return freezing_slow_path（p）;

}

bool freezing_slow_path（struct task_struct *p）

{

if （p-》flags & PF_NOFREEZE） //当前进程是否允许冻结

return false;

if （pm_nosig_freezing || cgroup_freezing（p）） //系统冻结kernel threads

return true;

if （pm_freezing && ！（p-》flags & PF_KTHREAD）） //系统冻结用户进程

return true;

return false;

}
进入冻结状态直到恢复的主要函数：bool __refrigerator（bool check_kthr_stop）
{

。..

for （;;） {
set_current_state（TASK_UNINTERRUPTIBLE）; //设置进程为UNINTERRUPTIBLE状态
spin_lock_irq（&freezer_lock）;

current-》flags |= PF_FROZEN; //设置已冻结状态

if （！freezing（current） ||

（check_kthr_stop && kthread_should_stop（））） //判断系统是否还处于冻结

current-》flags &= ~PF_FROZEN; //如果系统已解冻，则取消冻结状态

spin_unlock_irq（&freezer_lock）;

if （！（current-》flags & PF_FROZEN）） //如果已取消冻结，跳出循环，恢复执行

break;

was_frozen = true;

schedule（）;

}

。..。..

}

Durch die Einführung dieses Artikels in das Linux-Tool zum Einfrieren von Prozessen haben wir dessen Prinzipien und Verwendung kennengelernt und gelernt, wie wir das Problem des Prozess-Deadlocks effektiv lösen können. Das Tool zum Einfrieren von Prozessen löst für uns häufige Betriebssystemprobleme und bietet uns eine effizientere und stabilere Arbeitsumgebung. Wenn wir auf einen Prozess-Deadlock stoßen, besteht kein Grund zur Panik. Wir können das Problem einfach mit Tools zum Einfrieren von Prozessen lösen.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonKeine Angst mehr vor Prozessblockaden – Lösung für das Einfrieren von Linux-Prozessen. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!