Child Process

tags: IT鐵人

Context Switching

前面提到電腦會輪流執行不同的程式，而在輪流的過程中一定會有轉換的步驟，這個步驟就叫做Context Switching。

它的定義是：當CPU要切換到另一個process時，OS要儲存舊有的process狀態，並且載入新的process狀態，就稱為Context Switch。

就像是這張圖一樣，在切換的過程中會由系統管理，並且會花費一定的時間，時間長短大多取決於硬體，例如Context內容多寡、指令速度的快慢、Register是否夠用。

降低Context Switch Overhead

Overhead指的是成本，通常在OS中指的是額外的時間成本，改善Context Switch Overhead的主要方法有下面兩者：

• Multiple Registers Set
  如果只有一套Register，那麼新Process要載入的時候要等舊Process存會去PCB才行。
  每個Process都有自己的Registers Set的話，當Context Switch發生時，只要把point切換到另一套Registers Set就好。

• Multithread
  Thread的部分會在後面的章節說明，他的overhead會比切換process更低。

Dispatcher

Dispatcher的目的就是分配CPU給CPU Scheduler所挑出的user process，他的主要工作包含以下三者：

1.Context Switching
2.Switch mode to user mode
3.Jump to the execution entry of that process

以上三個時間加總稱為Dispatch Lantency，當然我們也會希望能減少這樣的時間。

Process Control Operations

電腦的Process也有複雜的關係，不是所有的Process都是平等的，有的會有上下關係，有的會有資料共用的關係等等，底下會講一些Process的觀念。

Process Creation

任何一個process均可建立process，通常parent prceoss creates many child processes。

建立child process的目的是要他執行工作。

child所做的工作，分為下面兩種類型：

1.與parent相同的工作，ex:vi editor(Linux常用的文字編輯指令)。
2.與parent不同的工作，specific task。

Child Process Resources

Process的資料提供來源有兩者：

1.OS
2.parent(全部與child共享、subset of resources)

Parent與Child之互動關係

parent process創立child process之後可能有不同的對待方式，就像是不同的父母對不同的小孩有不同的待遇。

1.parent等待child完成工作。
2.parent和child同時進行工作。

Process之終止

process執行過程可能遭遇各種狀況，最常見的是完成工作發出system call(ex:Exit())，告訴kernel終止他，收回resource。

還可能發生異常，由kernel自行終止(ex:divide by Zero)。

也有可能parent動手處決child，例如：child已完成交辦工作、child使用過多resource、parent被kernel終止導致其下所有child一併終止(Cascading termination)。

不過也有可能parent終止後，OS允許child繼續存活，此時child的parent可能變成OS或是原先的grandparent。

此外child還有可能成為orphan或是zombie，這部分蠻有趣的，也是每年系上工作站被搞垮的原因之一，因為許多修OS的學生在工作站上面執行程式生成太多zombie，導致工作站塞爆無法進入。

How to kill a child

因為有時child process需要被消除，而消除別的process又會用kill這個字，變成有時候google內容引人遐想。