信號

人們往往將信號稱為**“軟件中斷”**。進程收到信號，就意味著某一事件或異常情況的發(fā)生。

信號的類型很多，每一種分別標識不同的事件或情況。采用不同的整數(shù)來標識各種信號類型，并以SIGxxxx 形式的符號名加以定義。

內(nèi)核、其他進程（只要具有相應的權限）或進程自身均可向進程發(fā)送信號。例如，發(fā)生
下列情況之一時，內(nèi)核可向進程發(fā)送信號。

• 用戶鍵入中斷字符（通常為Control-C）。
• 進程的子進程之一已經(jīng)終止。
• 由進程設定的定時器（告警時鐘）已經(jīng)到期。
• 進程嘗試訪問無效的內(nèi)存地址。

在shell 中，可使用kill命令向進程發(fā)送信號。在程序內(nèi)部，系統(tǒng)調(diào)用kill()可提供相同的功能。

收到信號時，進程會根據(jù)信號采取如下動作之一。

• 忽略信號。
• 被信號“殺死”。
• 先掛起，之后再被專用信號喚醒。

程序可選擇不采取默認的信號動作，而是忽略信號（當信號的默認處理行為并非忽略此信號時，會派上用場）

或者建立自己的信號處理器。信號處理器是由程序員定義的函數(shù)，會在進程收到信號時自動調(diào)用，根據(jù)信號的產(chǎn)生條件執(zhí)行相應動作。

信號從產(chǎn)生直至送達進程期間，一直處于掛起狀態(tài)。通常，系統(tǒng)會在接收進程下次獲得調(diào)度時，將處于掛起狀態(tài)的信號同時送達。如果接收進程正在運行，則會立即將信號送達。

然而，程序可以將信號納入所謂**“信號屏蔽”**以求阻塞該信號。如果產(chǎn)生的信號處于“信號屏蔽”之列，那么此信號將一直保持掛起狀態(tài)，直至解除對該信號的阻塞。（亦即從信號屏蔽中移除。）

線程

每個進程都可執(zhí)行多個線程?？蓪⒕€程想象為共享同一虛擬內(nèi)存及一干其他屬性的進程。每個線程都會執(zhí)行相同的程序代碼，共享同一數(shù)據(jù)區(qū)域和堆?？墒?，每個線程都擁有屬于自己的棧，用來裝載本地變量和函數(shù)調(diào)用鏈接信息。

線程之間可通過共享的全局變量進行通信。借助于線程 API 所提供的條件變量和互斥機制，進程所屬的線程之間得以相互通信并同步行為—尤其是在對共享變量的使用方面。此外，利用IPC 和同步機制，線程間也能彼此通信。

線程的主要優(yōu)點在于**協(xié)同線程之間的數(shù)據(jù)共享（通過全局變量）**更為容易，
而且就某些算法而論，以多線程來實現(xiàn)比之以多進程實現(xiàn)要更加自然。
再者，多線程應用能從多處理器硬件的并行處理中獲益匪淺。

進程組和shell任務控制

shell 執(zhí)行的每個程序都會在一個新進程內(nèi)發(fā)起。

比如shell篡改見了3個進程來執(zhí)行以下管道命令（在當前的工作目錄下，根據(jù)文件大小對文件進行排序并展示）：

ls -l | sort -k5n | less

幾乎所有的主流shell 都提供了一種交互式特性，名為任務控制。該特性允許用戶同時執(zhí)行并操縱多條命令或管道。

在支持任務控制的shell 中，會將管道內(nèi)的所有進程置于一個新進程組或任務中。（如果情況很簡單，shell 命令行只包含一條命令，那么就會創(chuàng)建一個只包含單個進程的新進程組。）

進程組中的每個進程都具有相同的進程組標識符（以整數(shù)形式），其實就是進程組中某個進程（也稱為進程組組長process group leader）的進程ID。

內(nèi)核可對進程組中的所有成員執(zhí)行各種動作，尤其是信號的傳遞。支持任務控制的shell 會利用這一特性，以掛起或恢復執(zhí)行管道中的所有進程。

會話、控制終端和控制進程

會話指的是一組進程組（任務）。會話中的所有進程都具有相同的會話標識符。

**會話首進程（session leader）**是指創(chuàng)建會話的進程，其進程ID 會成為會話ID。

使用會話最多的是支持任務控制的shell，由shell 創(chuàng)建的所有進程組與shell 自身隸屬于同一會話，shell 是此會話的會話首進程。

通常，會話都會與某個控制終端相關。控制終端建立于會話首進程初次打開終端設備之時。對于由交互式shell 所創(chuàng)建的會話，這恰恰是用戶的登錄終端。一個終端至多只能成為一個會話的控制終端。

打開控制終端會致使會話首進程成為終端的控制進程。一旦斷開了與終端的連接（比如，關閉了終端窗口），控制進程將會收到SIGHUP 信號。

在任一時點，會話中總有一個前臺進程組（前臺任務），可以從終端中讀取輸入，向終端發(fā)送輸出。如果用戶在控制終端中輸入了“中斷”（通常是Control-C）或“掛起”字符（通常是Control-Z），那么終端驅(qū)動程序會發(fā)送信號以終止或掛起（亦即停止）前臺進程組。一個會話可以擁有任意數(shù)量的后臺進程組（后臺任務），由以“&”字符結(jié)尾的行命令來創(chuàng)建。

支持任務控制的shell 提供如下命令：列出所有任務，向任務發(fā)送信號，以及在前后臺任務之間來回切換。

偽終端

偽終端是一對相互連接的虛擬設備，也稱為主從設備。在這對設備之間，設有一條IPC（進程間通信）信道，可供數(shù)據(jù)進行雙向傳遞。

從設備（slave device）所提供的接口，其行為方式與終端相類似，基于這一特點，可以將某個為終端編寫的程序與從設備連接起來，然后，再利用連接到主設備的另一程序來驅(qū)動這一“面向終端”的程序，這是偽終端的一個關鍵用途。

由“驅(qū)動程序”所產(chǎn)生的輸出，在經(jīng)由終端驅(qū)動程序的常規(guī)輸入處理（例如，默認情況下，會把回車符映射為換行符）后，會作為輸入傳遞給與從設備相連的面向終端的程序。而由面向終端的程序向從設備寫入的任何數(shù)據(jù)又作為“驅(qū)動程序”的輸入來傳遞（在執(zhí)行完所有常規(guī)的終端輸入處理后）。換句話說，“驅(qū)動程序”所履行的功能，在效果上等同于用戶通常在傳統(tǒng)終端上所執(zhí)行的操作。

偽終端廣泛應用于各種應用領域，最知名的要數(shù)telnet 和ssh 之類提供網(wǎng)絡登錄服務的應用，以及X Window 系統(tǒng)所提供的終端窗口實現(xiàn)。

日期和時間

進程涉及兩種類型的時間：

• 真實時間：指的是在進程的生命期內(nèi)（所經(jīng)歷的時間或時鐘時間），以某個標準時間點（日歷時間）或固定時間點（通常是進程的啟動時間）為起點測量得出的時間。在UNIX 系統(tǒng)上，日歷時間是以國際協(xié)調(diào)時間（簡稱UTC）1970 年1 月1 日凌晨為起始點，按秒測量得出的時間，再進行時區(qū)調(diào)整。這一日期與UNIX 系統(tǒng)的生日很接近，也被稱為紀元（Epoch）。
• 進程時間：也稱CPU 時間，指的是進程自啟動起來，所占用的CPU 時間總量?？蛇M一步將CPU 時間劃分為系統(tǒng)CPU 時間和用戶CPU 時間。前者是指在內(nèi)核模式中，執(zhí)行代碼所花費的時間（比如，執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用，或代表進程執(zhí)行其他的內(nèi)核服務）。后者是指在用戶模式中，執(zhí)行代碼所花費的時間（比如，執(zhí)行常規(guī)的程序代碼）。

time 命令會顯示出真實時間、系統(tǒng)CPU 時間，以及為執(zhí)行管道中的多個進程而花費的用戶CPU 時間。

客戶端/服務器架構(gòu)

客戶端/服務器應用由兩個組件進程組成。

• 客戶端：向服務器發(fā)送請求消息，請求服務器執(zhí)行某些服務。
• 服務器：分析客戶端的請求，執(zhí)行相應的動作，然后，向客戶端回發(fā)響應消息。

客戶端應用通常與用戶打交道，而服務器應用則提供對某些共享資源的訪問。一般說來，都是眾多客戶端進程與為數(shù)不多的一個或幾個服務器端進程進行通信。

客戶端和服務器使用IPC 機制來實現(xiàn)彼此通信。

將某項服務封裝于單獨的服務器應用中，原因舉例如下。

• 效率：較之于在本地的每臺計算上提供相同資源，在服務器應用管理之下提供資源的一份實例，則要節(jié)約許多。
• 控制、協(xié)調(diào)和安全：由于資源（尤其是信息資源）的統(tǒng)一存放，服務器既可以協(xié)調(diào)對資源的訪問（例如，兩個客戶端不能同時更新同一信息），還可以保護資源安全，令其只對特定客戶端開放。
• 在異構(gòu)環(huán)境中運行：在網(wǎng)絡中，客戶端和服務器應用所運行的硬件平臺和操作系統(tǒng)可以不同。

實時性

要提供實時響應，特別是在短時間內(nèi)加以響應，就需要底層操作系統(tǒng)的支持。由于實時響應的需求與多用戶分時操作系統(tǒng)的需求存在沖突，大多數(shù)操作系統(tǒng)“天生”并不提供這樣的支持。

/proc文件系統(tǒng)

/proc 文件系統(tǒng)是一種虛擬文件系統(tǒng)，以文件系統(tǒng)目錄和文件形式，提供一個指向內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的接口。方便查看和改變各種系統(tǒng)屬性。

還能通過一組以/proc/PID 形式命名的目錄（PID 即進程ID）查看系統(tǒng)中運行各進程的相關信息。

通常，/proc 目錄下的文件內(nèi)容都采取人類可讀的文本形式，shell 腳本也能對其進行解析。程序可以打開、讀取和寫入/proc 目錄下的既定文件。

大多數(shù)情況下，只有特權級進程才能修改/proc 目錄下的文件內(nèi)容。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-480427.html

總結(jié)

到了這里，關于第二章：基本概念（下）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！