06进程与任务或作业管理专家课件.pptx

第六章 进程与任务或作业管理 n程序、进程、作业和任务的概念nLinux操作系统的启动过程n进程状态及转换n进程调度、信号与软中断nsuid、sgid和sticky属性n进程调度命令n作业和任务管理n图形界面下的进程管理 6.1程序和进程的概念 n操作系统的重要任务之一是使用户充分、有效地利用系统资源，也就是在系统资源一定或有限的情况下，要同时执行更多程序，高效率地完成更多的任务n进程、作业和任务调度是操作系统的重要任务之一n本章的主要内容是从系统的外部来观察系统中与进程(process)和作业(job)或任务(task)相关的行为，并实施某些控制让系统工作的更好，或按照用户的意图来完成指定工作6.1.1程序、进程、作业和任务 n程序（program）是一个存储在存储介质上的文件n进程（proccess）是一个程序的执行过程n作业(job)或任务(task)是用户需要计算机完成某项任务时要求计算机所做工作的集合，一个作业可能需要几个程序联合完成n作业和进程主要的区别与关系如下：n 作业是用户向计算机提交的任务实体；n一个进程是作业或任务的某个执行过程；n一个作业可由多个进程组成6.1.2 三类进程 n前台进程：n是指用户直接控制的用于完成某个任务的进程，因此也叫终端交互式进程。

它从标准输入读数据，向标准输出写数据，将错误信息输出到标准错误也可以是用户直接交互控制的完成某种功能的程序n后台进程n是指在系统后台运行的、不与用户交互进程n前台的进程也可放在后台运行，这时可能要用到输入输出的重定向n守候进程也叫服务器或精灵进程，它是后台进程的一种n批处理进程n是用户按照某种意图将一批作业和任务通过编程的方法提交给系统，让系统在某个合适的时间来调度和执行的进程n批处理进程是在某个shell程序的控制下解释执行的6.1.3 Linux操作系统的启动 nLinux的启动是通过加电和系统自检后，将主引导程序MBR装入内存并把控制权交给它n在MBR的控制下装入Linux的引导程序LBR并把控制权交给它n在LBR的控制下系统继续引导，核心装入内存n系统开始进一步的初始化过程：首先初始化系统内部数据结构（比如构造空闲缓冲区、初始化区表结构、页表项等），然后将根文件系统安装到根“/”下，并创建系统的0#进程、设置它的运行环境至此内核启动完成n接着继续创建1#进程，然后由1#进程做进一步的初始化工作Linux操作系统的启动（续）n1#进程继续初始化过程，按照/etc/inittab文件的内容和规定启动服务、管理进程，为每个终端生成一个子进程，等待用户在终端上注册，至此启动过程完毕。

6.1.4 0#进程与1#进程 n在UNIX系统中0#进程是唯一只在核心态下执行的进程它的功能有三：调度分配处理机；负责进程交换；初始化时创建1#进程在Linux系统中，0#进程在创建出1#进程后，变成了空闲进程（Idler），当系统中没有其它进程就绪时运行n1#(init)进程是系统启动时创建的创建进程的进程它的主要作用是根据/etc/inittab的内容创建系统运行所需的进程系统初始化完成后，1#进程了变成回收进程，专门领养没有父进程的孤儿进程或回收状态为ZOMBIE的僵尸进程Linux的进程树n0#进程创建了1#进程，它是1#进程的父进程1#进程在系统启动过程中创建了系统所需要的其它进程而子进程又可创建属于自己的子进程因此除0#进程外，1#进程是其它所有进程的祖先进程6.1.5 进程及运行模式 n在UNIX/Linux系统中，进程可在用户态和核心态两种执行模式下执行n当用户进程需要系统核心提供服务而由用户态转向核心态执行时，需要依靠中断或陷阱机制来实现，这时要切换处理机（CPU）的工作状态两种状态之间的主要区别是，核心态下的进程具有较高的优先级，能够存取核心和用户数据而用户态下的进程能存取它自己的指令与数据，但不能存取核心指令和数据。

6.1.6 进程状态及转换 n在操作系统中，一个CPU上同时只能运行一个进程，但在多用户、多任务环境下，从宏观上来讲，同时运行着很多进程，因此在这些正在运行着的进程中，在任一时刻只能有一个进程占有处理机而真正运行也就是说众多运行着的进程中，它们宏观上是并行的，但微观上是串行的因此就存在着有的进程在运行，有的进程在等待问题n事实上进程的状态远不只执行和等待两个，还有用户态执行、核心态执行、等待、睡眠、就绪等状态UNIX系统的进程状态及转换n进程在用户态运行n进程在系统态运行n 就绪状态n进程因等待资源而在内存中睡眠n进程在外存中睡眠n 外存就绪n进程从系统态返回n进程刚被创建时的状态n 僵尸状态Linux系统的进程状态及转换n就绪状态(执行)n浅度睡眠n深度睡眠n停止状态n僵尸状态6.2 UNIX/Linux进程调度nUNIX/Linux系统是分时系统，系统给每个进程分一个时间片，每个进程在自己的时间片内执行，当时间片结束时或从系统服务中返回时，动态计算进程的“优先级”，若有优先级高于当前进程的内存就绪态进程时，系统设置调度标识，并在以后某个时刻剥夺当前进程的执行权，而让优先级高的进程执行。

nUNIX/Linux的进程调度按时间片计算“优先级”，并按“优先级”的高低来调度进程，使优先级高的进程占有处理机而得到执行n这里所说的“优先级”不是一个具体的数字或变量，而是一个衡量优先程度的指标6.2.1 调度策略与优先级的计算 nLinux把所有进程分成两类：实时进程和普通进程n对普通进程采用时间片轮转法来调度进程的执行，所有就绪进程按先后排成队列，依次轮转，时间片用完而未完成任务者排在尾部，如此往复；对于实时进程则采用FIFO和时间片轮转进行调度最后经调度模块综合计算出各进程的优先级，优先级最高者获得执行权Nice Level优先级n在优先级计算过程中有一个基本参数参与运算，这就是传统UNIX/Linux Nice Level优先级，按传统做法，把它记为NICEn系统为每个进程设置了一个默认的NICE值（0），通过命令nice用户或管理员可以调整进程的NICE值，从而达到调整优先级的目的n在Red Hat Linux 9中它的调整范围为-2019，在其它UNIX中，NICE取值范围可能与此不同n沿用UNIX的传统，NICE的值越大进程的优先级越低nNICE值可以被作为nice命令的参数来调试进程的优先级。

6.2.2 信号与软中断 nUnix/Linux中使用很多信号，用于进程通信与控制n进程通信时信号由主进程或系统或硬件等发送到目的进程，当目的进程收到信号后要进行相应的处理若在目的进程在用户级执行，则收到信号后立即处理，若在内核级运行时，先将信号记下来，待返回到用户级时再处理n用户可以向目的进程发送信号，而实现一定程度的通讯，完成指定的工作或达到某种指定的目的用户可以对收到的信号采取系统指定的办法进行处理，也可采取自己的办法进行处理，也可忽略信号Linux系统的中断nLinux系统常用的中断信号可用命令kill，killall和fuser来查询如表6-1所示n在信号中，有的是硬件发出，比如SIGILL、SIGSEGV等，有的是可屏蔽的，比如SIGHUP、SIGQUIT等，而SIGKILL和SIGSTOP等是不可屏蔽n我们通常处理的只是一些软中断信号：名称值默认动作意义和功能描述 SIGHUP 1终止运行挂机或断线信号SIGINT 2终止运行键盘收到Ctrl+CSIGQUIT 3写出映像键盘收到退出Ctrl+SIGKILL 9终止运行KILL，不可屏蔽SIGTERM 15同上进程终止信号6.3进程管理与调度命令 n可执行文件的setuid和setgid属性 n可执行文件和目录的sticky属性n查询进程状态(ps)n按名称终止进程的执行(killall)n确定使用指定文件或文件系统的进程(fuser)n让进程抗终止运行(nohup)n改变进程的优先级(nice)n进程挂起或作业的前/后运行切换6.3.1 可执行文件的setuid和setgid属性 n在UNIX/Linux系统中，用户级别和执行权力是相关。

n但是有些工作，比如修改/etc/passwd和/etc/shadow文件等，对于普通用户都是必须的，因为它要修改密码但是系统中这些文件对于普通用户是不允许有写操作的n于是就出现了普通用户通过某种机制行使超级用户权限的问题1 可执行文件的setuid和setgid属性 n当一个程序具有suid属性时，它执行时的uid将是该程序所有者的uid即有效uid，记为euid，而执行者的原来uid叫为真实uid，记为ruidn当一个程序具有sgid属性时，它执行时的gid将是该程序的gid即有效gid，记为egid，而执行者的原来gid叫为真实gid，记为rgidnsuid/sgid属性只对二进制可执行文件有效，对可执行的脚本文件无效可执行文件的setuid和setgid属性(续)n当一个属于超级用户的可执行二进制程序具有suid属性时，则当一般用户执行它时，也就相当于有了超级用户的身份和权限n同样当一个属于超级用户所在组的可执行二进制程序具有sgid属性时，则当一般用户执行它时，也就相当于有了该组员的身份和权限nsuid和sgid权限的存在可能会给某些程序的执行带来了方便，因为权限被放大了，但这也是一种危险。

因此设置这种权限的可执行二进制程序不宜太多n常用的设置suid的程序有:n/bin/ping、/usr/bin/passwd、/usr/bin/newgrp、/usr/bin/sudo、/usr/sbin/suexec和/usr/sbin/traceroutesetuid和setgid属性管理n按照文件的属性，若用八进制表示，对应于suid和sgid的权限则为4000和2000nsetuid和setgid属性设置n1.数字方法：nchmod 4755 myp1#为myp1设置suidnchmod 2775 myp2#为myp2设置sgidnchmod 6777 myp3#为myp3同时设置suid和sgidn2.字符方式nchmod u+s myp1#为myp1设置suidnchmod g+s myp2#为myp2设置sgidnchmod ug+s myp3#为myp3同时设置suid和sgidn修改后权限分别为：-rwsr-xr-x，-rwxrwsr-x 和rwsrwsrwx 2.目录的sticky权限 nUNIX/Linux系统允许目录使用sticky位属性(粘着位)n当一个目录设置了sticky位后，它内部的文件只能被文件主、目录主或超级用户删除、更名或移动。

n设置sticky位的目录有/tmp、/usr/tmp和/var/spool/uucppublic等n在传统的UNIX系统中sticky对可执行文件还具有特殊意义（略）sticky权限管理nsticky位是对目录执行权来说的，它的属性值为1000sticky位也可用chmod命令通过root用户来设置n设有目录mydir的权限为drwxr-xr-x(755)，则可通过以下两种方法来设置它的sticky位：nchmod 1755 mydir#数字方式nchmod+t mydir#字符方式n 设置后的权限为drwxr-xr-t或1755 6.3.2 进程管理与调度命令 1.查询进程状态(ps)n功能：n查询进程状态和信息，给出系统当前正在运行进程信息的快照n用法nps options n说明：nps支持多种UNIX系统格式的个性化显示方式且参数较多；n可以配合kill命令结束系统中失控或不必要的进程ps参数n-A，-e：显示系统内的所有进程；-a：显示所有与终端相关的进程nA：显示当前终端的所有进程，也包括其它用户进程n-c：显示CLS和PRI栏；c：列出进程名，但不包含路径名n-C pname：显示进程名字为pnam。