Управление процессами

В роли задач в UNIX® выступают процессы. Процесс - это программа, запущенная пользователем, которая находится в памяти и, как полагается задаче, потребляет ресурсы: выполняется, требует памяти, обменивается данными с системой, внешними устройствами и другими процессами. При запуске процесс получает уникальный идентификатор процесса (Process IDentifier, PID), по которому он становится доступен другим процессам и планировщику.

Процесс можно представить себе как виртуальную машину, отданную в распоряжение одной задачи. Каждый процесс считает, что он на машине один и может распоряжаться всеми ее ресурсами. На самом же деле процессы надежно изолированы друг от друга, так что крушение одного не может повредить всей системе.

Это описание предельно упрощено.

Главное отличие планировщика UNIX® заключается в том, что каждая задача из очереди работает в течение всего отведенного ей промежутка времени, только если ей есть чем заняться. Если задача к этому времени работать не может (например, ожидает завершения операции ввода/вывода, или сигнала, или освобождения какого-либо ресурса), она из начала очереди перемещается в конец "очереди для тех, кто без очереди" или очереди "спящих" задач. Как только какая-нибудь задача из очереди спящих просыпается, ей тут же отводится место в начале обычной очереди. Таким образом максимально сокращается время простоя (idle) системы, если, конечно, выполняемых задач достаточно для того, чтобы полностью ее загрузить. Сверх того процессы в UNIX® могут иметь разные приоритеты, сообразно которым идет планирование очередного запуска процесса (например, полностью отработав свой промежуток времени, процесс может помещаться не в конец очереди).

Между собой процессы могут обмениваться данными не только стандартными пользовательскими средствами (посредством файлов, каналов или сокетов, но и с помощью более быстрых системных, именуемых средствами межпроцессного взаимодействия (Interprocess Communication, IPC). Процессы могут заказать у системы общую память (тогда часть адресного пространства каждого будет ссылаться на один и тот же кусок реальной памяти), для индикации занятости ресурса использовать семафор (система гарантирует, что запрошенный ресурс действительно будет свободен, пока процесс не откроет семафор) и посылать друг другу сигналы и сообщения.

Демоны

Некоторые части UNIX® запускаются уже как процессы в режиме пользователя. С ядром взаимодействуют функциональные подсистемы (службы), то есть наборы программных средств, выполняющих определенную функцию (например, система печати, система передачи почты и т. д.). Демон - это процесс, который запускается при старте UNIX® для обслуживания запросов к функциональной подсистеме. Пользователю запускать его незачем, он работает всегда. Именно демон обменивается данными с ядром системы, часто он держит очередь пользовательских запросов, работает с сетью и т. д.