Параллельное и распределенное программирование на С++
Шрифт:
Синопсис
#include <sys/resource.h>
int getpriority(int which, id_t who);
int setpriority(int which, id_t who, int value); _
Функция setpriority устанавливает фактор уступчивости для заданного процесса, группы процессов или пользователя. Функция getpriority возвращает приоритет заданного процесса, группы процессов или пользователя. Синтаксис использования функций setpriority и getpriority для установки и считывания фактора уступчивости текущего процесса демонстрируется в листинге 3.1.
Листинг 3.1. Использование функций setpriority и getpriority
#include <sys/resource.h>
//...
id_t pid = 0;
int which = PRIO_PROCESS;
int value = 10;
int nice_value;
int ret;
nice_value = getpriority(which,pid);
if(nice_value < value){
ret = setpriority(which,pid,value);
}
//.-•
В
PRIO_PROCESS Означает процесс
PRIO_PGRP Означает группу процессов
PRIO_USER Означает пользователя
В зависимости от значения параметра which параметр who содержит идентификационный номер (id) процесса, группы процессов или эффективного пользователя. В листинге З.1 параметру which присваивается значение PRIO_PROCESS. В листинге З.1 параметр who устанавливается равным 0, означая тем самым текущий процесс. Параметр value для функции setpriority определяет новое значение фактора уступчивости для заданного процесса, группы процессов или пользователя. Факторы уступчивости в среде Linux должны находиться в диапазоне от -20 до 19 . В листингe 3.1 фактор уступчивости устанавливается равным 10, если текущее его значение оказывается меньше 10 . В отличие от функции nice, значение, передаваемое функции setpriority, является фактическим значением фактора уступчивости, а не смещением, которое суммируется с текущим фактором уступчивости.
Если процесс имеет несколько потоков, модификация приоритета процесса повлияет на приоритет всех его потоков. При успешном выполнении функции getpriority возвращается фактор уступчивости заданного процесса, а при успешном выполнении функции setpriority — значение 0. В случае неудачи обе функции возвращают число – 1. Однако число – 1 является допустимым значением фактора уступчивости для любого процесса. Чтобы уточнить, не было ли ошибок при выполнении функции getpriority, имеет смысл протестировать внешнюю переменную errno .
Переключение контекста
Переключение контекста происходит в момент, когда процессор переключается с одного процесса на другой. При переключении контекста система сохраняет контекст текущего процесса и восстанавливает контекст следующего процесса, выбранного для использования процессора. БУП-блок прерванного процесса при этом обновляется, а также изменяется значение поля состояния процесса (т.е. признак состояния выполнения заменяется признаком другого состояния: готовности, блокирования или «зомби»). Сохраняется и обновляется содержимое регистров процессора, состояние стека, данные об идентификации (и привилегиях) пользователя и процесса, а также о стратегии планирования и учетная информация.
Система должна отслеживать статус устройств ввода-вывода процесса и других ресурсов, а также состояние всех структур данных, связанных с управлением памятью. Вы г руженный (прерванный) процесс помещается в соответствующую очередь.
Переключение контекста
• процесс выгружается;
• процесс добровольно отказывается от процессора;
• процесс делает запрос к устройству ввода-вывода или должен ожидать наступления события;
• процесс переходит из пользовательского режима в режим ядра.
Когда выгруженный процесс снова выбирается для использования процессора, его контекст восстанавливается, и выполнение продолжается с точки, на которой он был прерван в предыдущем сеансе.
Создание процесса
Чтобы выполнить любую программу, операционная система должна сначала создать процесс. При создании нового процесса в главной таблице процессов создается новая структура. Создается и инициализируется новый блок БУП, и в его раздел идентификации процесса записывается уникальный идентификационный номер процесса (id) и id родительского процесса. Программный счетчик устанавливается указателем на входную точку программы, а указатели системных стеков устанавливаются таким образом, чтобы определить стековые границы для процесса. Процесс инициализируется любыми требуемыми атрибутами. Если процессу не присвоено значение приоритета, то по умолчанию ему присваивается самое низкое значение. Изначально процесс не обладает никакими ресурсами, если нет явного запроса на ресурсы или если они не были унаследованы от процесса-создателя. Процесс «входит» в состояние выполнения и помещается в очередь готовых к выполнению процессов. Для него выделяется адресное пространство, размер которого определяется по умолчанию на основе типа процесса. Кроме того, размер можно установить по запросу от создателя процесса. Процесс-создатель может передать системе размер адресного пространства в момент создания процесса.
Отношения между родительскими и сыновними процессами
Процесс, который создает, или порождает, другой процесс, является родительским (parent) процессом по отношению к порожденному, или сыновнему (child) процессу. Процесс init — родитель (или предок) всех пользовательских процессов — первый процесс, видимый системой UNIX после ее загрузки. Процесс init организует систему, при необходимости выполняет другие программы и запускает демон-программы (daemon), т.е. сетевые программы, работающие в фоновом режиме. Идентификатор процесса init (PID) равен 1. Сыновний процесс имеет собственный уникальный идентификатор PID, БУП-блок и отдельную структуру в таблице процессов. Сыновний процесс также может породить новый процесс. Выполняющееся приложение может создать дерево процессов. Например, родительский процесс выполняет поиск накопителя на жестких дисках для заданного HTML-документа. Имя этого HTML-документа записано в глобальной структуре данных, подобной списку, который содержит все запросы на документы. После успешного обнаружения документ удаляется из списка запросов, и его путь (маршрут в сети) записывается в другую глобальную структуру данных, которая содержит пути найденных документов. Чтобы обеспечить
Приемлемую реакцию на пользовательские запросы, для процесса предусматривается ограничение в виде пяти необработанных запросов в списке. По достижении этого Предела порождаются два новых процесса. Если порожденный процесс в свою очередь достигнет установленного предела, он создаст еще два новых процесса. Создаваемое таким способом дерево процессов показано на рис. 3.9. Любой процесс может иметь только один родительский, но множество сыновних процессов.