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深入理解進程:從創(chuàng)建到執(zhí)行再到切換

其中fork()函數(shù)用于復(fù)制當(dāng)前進程,而execve()函數(shù)則是用于加載可執(zhí)行文件并替換當(dāng)前程序映像。這兩個函數(shù)都是非常重要的操作系統(tǒng)調(diào)用。

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在計算機科學(xué)領(lǐng)域中,進程是指正在運行的程序?qū)嵗?。每個進程都有自己獨立的內(nèi)存空間和系統(tǒng)資源,它們可以同時存在并且相互之間不會干擾。

那么,如何創(chuàng)建一個進程呢?

首先我們需要知道,在操作系統(tǒng)中,有兩種方式可以創(chuàng)建一個新的進程:fork()和execve()函數(shù)。其中fork()函數(shù)用于復(fù)制當(dāng)前進程,并將其作為子進程執(zhí)行;而execve()函數(shù)則是用于加載可執(zhí)行文件并替換當(dāng)前程序映像。這兩個函數(shù)都是非常重要的操作系統(tǒng)調(diào)用,對于理解整個進程管理機制至關(guān)重要。

當(dāng)我們調(diào)用fork()函數(shù)時,會生成一個與原始父級完全一樣、但具有唯一PID(過去)或TID(現(xiàn)在)的新子級。此外,在生成子級后父級和子級開始分別繼續(xù)執(zhí)行各自獨立的代碼路徑,并共享同樣數(shù)量及類別資源(如打開文件描述符、信號處理器等)。因此,在使用fork()時應(yīng)該注意保證數(shù)據(jù)安全性以避免出現(xiàn)多線訪問沖突問題。

接下來就是execve()了!當(dāng)我們調(diào)用這個方法時,會根據(jù)傳遞給它參數(shù)所指定文件名載入對應(yīng)的可執(zhí)行文件,并將其替換當(dāng)前進程。這樣做可以讓我們在不退出程序的情況下更新代碼或者運行其他程序。

但是,當(dāng)我們有多個進程同時存在時,如何控制它們之間的切換呢?

這就需要用到操作系統(tǒng)中另一個非常重要的概念:進程調(diào)度。簡單來說,進程調(diào)度是指操作系統(tǒng)根據(jù)一定算法選擇并分配CPU時間片給處于就緒狀態(tài)(即等待資源)的各個進程。通過合理地進行調(diào)度和優(yōu)化,可以提高計算機資源利用率、降低響應(yīng)時間、避免死鎖等問題。


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