लिनक्स ऑपरेटिंग सिस्टम में प्रक्रियाएं (मूल अवधारणाएं)

लिनक्स सिस्टम में मुख्य सक्रिय इकाइयाँ प्रक्रियाएँ हैं। प्रत्येक प्रक्रिया एक कार्यक्रम चलाती है और शुरू में एक नियंत्रण प्रवाह प्राप्त करती है। दूसरे शब्दों में, प्रक्रिया में एक निर्देश काउंटर है जो अगले निष्पादन योग्य अनुदेश का ट्रैक रखता है। लिनक्स एक प्रक्रिया को अतिरिक्त थ्रेड्स बनाने की अनुमति देता है (यह निष्पादन शुरू होने के बाद)।

लिनक्स एक मल्टी-टास्किंग सिस्टम है, इसलिए कई स्वतंत्र प्रक्रियाएँ एक साथ चल सकती हैं। इसके अलावा, प्रत्येक उपयोगकर्ता के पास एक ही समय में कई सक्रिय प्रक्रियाएं हो सकती हैं, ताकि सैकड़ों और यहां तक ​​कि हजारों प्रक्रियाएं एक साथ एक बड़ी प्रणाली में काम कर सकें। वास्तव में, अधिकांश एकल-उपयोगकर्ता कार्यस्थानों पर (भले ही उपयोगकर्ता कहीं दूर चला गया हो) दर्जनों पृष्ठभूमि प्रक्रियाओं को डेमोंस काम कहा जाता है। वे तब शुरू होते हैं जब सिस्टम शेल स्क्रिप्ट से बूट होता है।

एक सामान्य डेमॉन क्रोन है । वह एक मिनट में एक बार उठता है, यह देखने के लिए कि क्या उसे कुछ करने की ज़रूरत है। यदि उसके पास काम है, तो वह इसे करता है, और फिर आगे की नींद (अगली जांच तक) करता है।

यह डेमन आपको मिनट, घंटे, दिन और यहां तक ​​कि महीनों के लिए पहले से ही अपने लिनक्स सिस्टम की योजना बनाने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, कल्पना करें कि उपयोगकर्ता अगले मंगलवार को दोपहर 3 बजे सैन्य पंजीकरण और नामांकन कार्यालय में आने वाला है। वह क्रोन डेमॉन डेटाबेस में एक प्रविष्टि बना सकता है ताकि वह 14:30 बजे उसे संकेत दे सके। जब नियत दिन और समय आता है, क्रोन डेमॉन देखता है कि यह काम करता है, और नियत समय पर ध्वनि संकेत कार्यक्रम शुरू करता है (एक नई प्रक्रिया के रूप में)।

क्रोन डेमॉन का उपयोग समय-समय पर कार्यों को चलाने के लिए भी किया जाता है, उदाहरण के लिए, सुबह 4 बजे दैनिक डिस्क बैकअप या नए साल का जश्न मनाने के लिए उपहार खरीदने के लिए 31 दिसंबर से एक सप्ताह पहले हर साल भुलक्कड़ उपयोगकर्ताओं को याद दिलाना। अन्य डेमॉन इनकमिंग और आउटगोइंग ई-मेल, प्रिंटर कतारों का प्रबंधन करते हैं, जांचें कि क्या अभी भी मेमोरी के पर्याप्त खाली पृष्ठ हैं, आदि। लिनक्स सिस्टम में राक्षसों को बहुत सरलता से लागू किया जाता है, क्योंकि उनमें से प्रत्येक एक अलग प्रक्रिया है, जो अन्य सभी प्रक्रियाओं से स्वतंत्र है।

लिनक्स ऑपरेटिंग सिस्टम में बनाई गई प्रक्रियाएं बहुत सरल हैं। कांटा सिस्टम कॉल मूल प्रक्रिया की एक सटीक प्रतिलिपि बनाता है जिसे मूल प्रक्रिया कहा जाता है । नई प्रक्रिया को चाइल्ड प्रोसेस कहा जाता है। माता-पिता और बच्चे की प्रक्रियाओं की अपनी निजी (निजी) मेमोरी छवियां होती हैं। यदि मूल प्रक्रिया बाद में इसके किसी भी चर को बदल देती है, तो ये परिवर्तन बाल प्रक्रिया (और इसके विपरीत) के लिए अदृश्य रहते हैं।

खुली फाइलें माता-पिता और बच्चे की प्रक्रियाओं के बीच साझा की जाती हैं। इसका मतलब यह है कि अगर फोर्क सिस्टम कॉल किए जाने से पहले कोई फाइल पेरेंट प्रोसेस में खोली गई थी, तो यह भविष्य में दोनों प्रोसेस में खुली रहेगी। किसी भी प्रक्रिया द्वारा इस फ़ाइल में किए गए परिवर्तन दूसरे को दिखाई देंगे। यह व्यवहार एकमात्र उचित है, क्योंकि ये परिवर्तन किसी अन्य प्रक्रिया को भी दिखाई देंगे जो इस फ़ाइल को भी खोलता है।

यह तथ्य कि स्मृति चित्र, चर, रजिस्टर, और बाकी सब कुछ माता-पिता की प्रक्रिया और बच्चे के बीच समान हैं, थोड़ी कठिनाई की ओर जाता है: प्रक्रियाएं कैसे जानती हैं कि उनमें से कौन सा मूल कोड निष्पादित करना चाहिए और कौन सा बच्चा है? रहस्य यह है कि कांटा सिस्टम कॉल चाइल्ड प्रोसेस को रिटर्न 0, और पेरेंट चाइल्ड प्रोसेस के नॉन-जीरो PID (प्रोसेस IDentifier) ​​को देता है। दोनों प्रक्रियाएं आमतौर पर रिटर्न वैल्यू की जांच करती हैं और तदनुसार कार्य करती हैं:

pid = fork( ); /* fork , pid > 0 */
if (pid < 0) {
handle_error(); /* fork (, -
) */
} else if (pid > 0) {
/* */
} else {
/* */
}

यदि बच्चा प्रक्रिया अपने पीआईडी ​​को जानना चाहता है, तो वह गेटपीड सिस्टम कॉल का उपयोग कर सकता है। प्रक्रिया पहचानकर्ताओं का उपयोग विभिन्न तरीकों से किया जाता है। उदाहरण के लिए, जब एक बच्चे की प्रक्रिया समाप्त हो जाती है, तो उसके माता-पिता को नए समाप्त बच्चे की प्रक्रिया के पीआईडी ​​प्राप्त होते हैं। यह महत्वपूर्ण हो सकता है क्योंकि एक माता-पिता की प्रक्रिया में कई बच्चे प्रक्रियाएं हो सकती हैं। चूंकि बाल प्रक्रियाओं में बाल प्रक्रियाएं भी हो सकती हैं, मूल प्रक्रिया बच्चों, नाती-पोतों, परदादाओं, और अधिक दूर के वंशजों का एक पूरा पेड़ बना सकती है।

एक लिनक्स सिस्टम पर, संदेश के कुछ रूप का उपयोग करके प्रक्रियाएं एक दूसरे के साथ संवाद कर सकती हैं। आप दो प्रक्रियाओं के बीच एक पाइप बना सकते हैं जिसमें एक प्रक्रिया बाइट्स की एक धारा लिख ​​सकती है और दूसरी प्रक्रिया इसे पढ़ सकती है। इन चैनलों को कभी-कभी पाइप भी कहा जाता है । खाली चैनल से डेटा पढ़ने की कोशिश करते समय प्रक्रिया को अवरुद्ध करके प्रक्रिया तुल्यकालन प्राप्त किया जाता है। जब चैनल में डेटा दिखाई देता है, तो प्रक्रिया अनलॉक हो जाती है।

चैनलों की सहायता से, शेल कन्वेयर आयोजित किए जाते हैं। जब शेल एक लाइन की तरह देखता है
सॉर्ट <f | सिर
फिर यह दो प्रक्रियाओं को बनाता है, सॉर्ट करता है और हेड करता है , और उनके बीच एक चैनल भी इस तरह से स्थापित करता है कि सॉर्ट प्रोग्राम का मानक आउटपुट स्ट्रीम हेड प्रोग्राम के मानक इनपुट स्ट्रीम से जुड़ा होता है। इस स्थिति में, लिखने वाला सभी डेटा सीधे सिर पर जाता है, जिसे एक अस्थायी फ़ाइल की आवश्यकता नहीं होती है। यदि चैनल ओवरफ्लो करता है, तो सिस्टम तब तक रुकता है जब तक कि सिर उससे कम से कम कुछ डेटा नहीं हटा देता है।

प्रक्रियाएं दूसरे तरीके से भी संवाद कर सकती हैं - सॉफ्टवेयर इंटरप्ट का उपयोग करना। एक प्रक्रिया एक और तथाकथित संकेत भेज सकती है। प्रक्रियाएं सिस्टम को बता सकती हैं कि सिग्नल आने पर क्या कार्रवाई करनी है। विकल्प हैं: सिग्नल को नजरअंदाज करना, उसे रोकना, सिग्नल को प्रक्रिया को मारने देना (अधिकांश संकेतों के लिए डिफ़ॉल्ट कार्रवाई)। यदि प्रक्रिया ने इसे भेजे गए संकेतों को बाधित करने के लिए चुना है, तो इसे सिग्नल प्रोसेसिंग प्रक्रिया को इंगित करना चाहिए। जब कोई सिग्नल आता है, तो नियंत्रण तुरंत हैंडलर को स्थानांतरित कर दिया जाता है। जब सिग्नल प्रोसेसिंग प्रक्रिया अपना काम पूरा कर लेती है, तो नियंत्रण फिर से उस स्थान पर स्थानांतरित हो जाता है जहां यह तब आया था जब सिग्नल आया था (यह प्रोसेसिंग हार्डवेयर I / O इंटरप्ट के समान है)। एक प्रक्रिया केवल इसके प्रक्रिया समूह के सदस्यों को संकेत भेज सकती है, जिसमें इसके प्रत्यक्ष माता-पिता (और अन्य पूर्वजों), भाइयों और बहनों, और बच्चों (और अन्य वंशज) शामिल हैं। एक प्रक्रिया अपने पूरे समूह को एक सिस्टम कॉल में तुरंत एक संकेत भी भेज सकती है।

सिग्नल का उपयोग अन्य उद्देश्यों के लिए भी किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि कोई प्रक्रिया फ्लोटिंग पॉइंट कैलकुलेशन करती है और अनजाने में 0 से विभाजित हो जाती है, तो यह एक SIGFPE सिग्नल प्राप्त करता है (फ्लोटिंग-पॉइंट एक्सेप्शन SIGnal एक फ्लोटिंग पॉइंट ऑपरेशन करते समय एक अपवाद सिग्नल है)।