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第一大题、
1、用信号来处理异常事件或错误是非常合适的,但用它来处理进程之间的大量信息传送就显得非常不适宜。为此,UNIX又提供了一种称作管道的机构。所谓管道是指能连接某些读进程和写进程的、专门用于进程通信的共享文件(又称pipe文件)。它允许读/写进程按先进先出的方式传送数据,即写进程从管道的一端向管道写入数据流,读进程从管道的另一端读出数据流。
无名管道:无名管道(PIPE)提供了一种功能很强的进程问的通信机构,但是同时,无名管道存在着如下两个严重的缺点。第一,名管道只能用于连接具有共同祖先的进程,即在同族进程中进行通讯。第二,无名管道是依附进程而临时存在的。无名管道随其所依附的进程的生存而生存。当进程终止时,无名管道也随之消亡,它不是永久存在于系统中的。
为了提高进程的运行效率, pipe文件只使用索引节点中的直接地址项。如果每个盘块的大小为 4K,则 pipe文件的最大长度被限制在 40K之内。
有名管道:有名管道是利用pipe()系统调用建立的,是可以在文件系统中长期存在的具有路径名的文件,因而其他进程可以知道它的存在,并能利用该路径名来访问该文件。
有名管道和无名管道在系统内核层合用了大量的代码段,它的读、写流程与无名管道的读、写流程基本一致。值的注意的是,UNIX系统规定,为了资源利用的合理性,如果未有进程打开某有名管道用于写之前,而有进程打开有名管道用于读的话,那样该读进程被阻塞,直到有另一个进程打开该有名管道用于写,反之亦然。解决这一问题的最好方法是推出一个后台进程将该有名管道以读、双重的方式打开操作。
使用管道文件的小结
(1) 管道为用户提供了进程间通信的更可靠的同步方法。其中,为命令通道只适用于相互关联的进程。
(2) Popen系统调用给用户提供一个简单的方法来创建未命名管道以执行外壳命令。而实际目录表项形式存在的命名管道(FIFO),可以被不相关的进程使用。
(3) 管道包含的数量由系统决定。当一个管道不再与任何进程有联系时,系统会自动刷新它的内容。
(4) read和write系统调用可以用于对管道的读写,同时为用户提供了一个协调管道中数据流的简单方法。
(5) 在使用管道时,必须小心防止系统死锁的发生。当一个进程以写方式打开管道的一端,另一个进程同样以写方式打开管道的另外一端时,死锁就发生了。
2、父进程在创建子进程时,要为子进程申请到若干的进程表项、U区、系统栈等等,然后把自己信息(如打开的文件描述符等等)复制一份给子进程,然后基于内存的可用状态把子进程的状态变为内存就绪状态或外存就绪状态。如果是外存就绪的话,要把它调到物理内存后才能正常运行。
3、传统UNIX调度器使用抢占式轮转调度。相同优先级的进程以轮转方式调度,每个运行一个固定的时间片(通常是100毫秒)。若有一个更高优先级的进程准备就绪,无论当前进程是否用完其时间片,它都会被那个高优先级进程抢占(除非当前进程正在内核态运行)。
UNIX System V的调度策略系统对进程的调度采用多级反馈队列轮转调度方式。相应地,在系统中便为就绪进程设置了多个就绪队列。调度程序在进行调度时,总是先从最高优先级队列中取出排在队列最前面的进程。仅当最高优先级队列中没有进程时,才从次高优先级队列中找出其队首进程,令它执行一个时间片后,又剥夺