CN104951346A - 一种用于嵌入式系统的进程管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于嵌入式系统的进程管理方法及系统，所述用于嵌入式系统的进程管理方法包括：启动主管理进程，对系统的各进程进行监控管理；在所述主管理进程完成启动后，启动辅管理进程，对系统的状态信息进行监控管理；在所述辅管理进程完成启动后，利用所述主管理进程拉起系统中的其他进程。本发明提高了系统进程管理的全面性，避免了信息的丢失，提高了系统的可靠性，保证了系统启动的正确性，可管理系统状态信息，并在必要时做异常处理，提高了系统的稳定性。

Description

一种用于嵌入式系统的进程管理方法及系统

技术领域

本发明属于计算机软件技术领域，涉及一种进程管理方法，特别是涉及一种用于嵌入式系统的进程管理方法及系统。

背景技术

嵌入式Linux是一个多用户多任务的操作系统。多用户是指多个用户可以在同一时间使用同一个linux系统；多任务是指在Linux下可以同时执行多个任务。更详细的说，linux采用了分时管理的方法，所有的任务都放在一个队列中，操作系统根据每个任务的优先级为每个任务分配合适的时间片，每个时间片很短，用户根本感觉不到是多个任务在运行，从而使所有的任务共同分享系统资源，因此linux可以在一个任务还未执行完时，暂时挂起此任务，又去执行另一个任务，过一段时间以后再回来处理这个任务，直到这个任务完成，才从任务队列中去除。这就是多任务的概念。

上面说的是单CPU多任务操作系统的情形，在这种环境下，虽然系统可以运行多个任务，但是在某一个时间点，CPU只能执行一个进程，而在多CPU多任务的操作系统中，由于有多个CPU，所以在某个时间点上，可以有多个进程同时运行。进程的的基本定义是：在自身的虚拟地址空间运行的一个独立的程序，从操作系统的角度来看，所有在系统上运行的东西，都可以称为一个进程。需要注意的是：程序和进程是有区别的，进程虽然由程序产生，但是它并不是程序，程序是一个进程指令的集合，它可以启用一个或多个进程，同时，程序只占用磁盘空间，而不占用系统运行资源，而进程仅仅占用系统内存空间，是动态的、可变的，关闭进程，占用的内存资源随之释放。

基于以上概念，传统的嵌入式Linux网络设备中的进程管理机制相对简单，定义一个主监控进程后，有主监控进程来对各个应用进程的状态进行管理，比如拉起、关闭，且各个应用进程间的通信采用直接通信的方式，主监控进程并无法知晓其他各个应用进程的消息以及通信状态，因此系统可靠性和稳定性较差。

现有的嵌入式系统中的进程管理机制只具备简单的进程管理功能和架构，造成的主要缺点如下：1)只有一个主进程来进行管理，可靠性差；2)进程之间互相直接通信，无法进行监控；3)对系统状态没有进程管理和监控，监控的范围不够全面；4)对系统异常不能进行及时处理，系统稳定性差。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于嵌入式系统的进程管理方法及系统，用于解决现有嵌入式系统中的进程管理机制可靠性差，监控不全面，稳定性差的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于嵌入式系统的进程管理方法，所述用于嵌入式系统的进程管理方法包括：启动主管理进程，对系统的各进程进行监控管理；在所述主管理进程完成启动后，启动辅管理进程，对系统的状态信息进行监控管理；在所述辅管理进程完成启动后，利用所述主管理进程拉起系统中的其他进程。

可选地，所述对系统的各进程进行监控管理的实现过程包括：拉起进程；更新或/和保存各进程的相关信息；或退出进程。

可选地，所述对系统的各进程进行监控管理的实现过程还包括：接收第一源进程发送的事件信息；所述第一源进程为预与所述主管理进程进行通信的进程；处理所述事件信息。

可选地，所述对系统的各进程进行监控管理的实现过程还包括：接收第二源进程发送的事件信息；所述第二源进程为预与除所述主管理进程之外的另一进程进行通信的进程；发送所述事件信息至对应的目的进程；所述目的进程为与所述第二源进程建立通信关系的进程；处理所述事件信息。

可选地，所述对系统的状态信息进行监控管理的实现过程包括：管理和监控系统的状态；告知所述主管理进程系统的当前状态，以便所述主管理进程对状态出现异常时的系统进行及时处理，必要时重新启动系统。

本发明还提供一种用于嵌入式系统的进程管理系统，所述用于嵌入式系统的进程管理系统包括：主管理进程模块，启动主管理进程，对系统的各进程进行监控管理；辅管理进程模块，与所述主管理进程模块相连，在所述主管理进程完成启动后，启动辅管理进程，对系统的状态信息进行监控管理；管理启动模块，与所述主管理进程模块和辅管理进程模块分别相连，在所述辅管理进程完成启动后，利用所述主管理进程拉起系统中的其他进程。

可选地，所述主管理进程模块包括：拉起单元，拉起进程；更新或/和保存单元，更新或/和保存各进程的相关信息；或退出单元，退出进程。

可选地，所述主管理进程模块还包括：第一接收单元，接收第一源进程发送的事件信息；所述第一源进程为预与所述主管理进程进行通信的进程；第一处理单元，与所述第一接收单元相连，处理所述事件信息。

可选地，所述主管理进程模块还包括：第二接收单元，接收第二源进程发送的事件信息；所述第二源进程为预与除所述主管理进程之外的另一进程进行通信的进程；发送单元，与所述第二接收单元相连，发送所述事件信息至对应的目的进程；所述目的进程为与所述第二源进程建立通信关系的进程；第二处理单元，与所述第二接收单元相连，处理所述事件信息。

可选地，所述辅管理进程模块包括：监控管理单元，管理和监控系统的状态；告知单元，与所述监控管理单元相连，告知所述主管理进程系统的当前状态，以便所述主管理进程对状态出现异常时的系统进行及时处理，必要时重新启动系统。

如上所述，本发明的用于嵌入式系统的进程管理方法及系统，具有以下有益效果：

本发明提高了系统进程管理的全面性，避免了信息的丢失，提高了系统的可靠性，保证了系统启动的正确性，可管理系统状态信息，并在必要时做异常处理，提高了系统的稳定性。

附图说明

图1显示为本发明实施例所述的用于嵌入式系统的进程管理方法的一种实现流程示意图。

图2显示为本发明实施例所述的用于嵌入式系统的进程管理方法的步骤S1的一种实现流程示意图。

图3显示为本发明实施例所述的用于嵌入式系统的进程管理方法的步骤S1的另一种实现流程示意图。

图4显示为本发明实施例所述的用于嵌入式系统的进程管理方法的步骤S1的再一种实现流程示意图。

图5显示为本发明实施例所述的用于嵌入式系统的进程管理方法的步骤S2的一种实现流程示意图。

图6显示为本发明实施例所述的用于嵌入式系统的进程管理方法的进程间通信的场景示意图。

图7显示为本发明实施例所述的用于嵌入式系统的进程管理系统的一种实现结构示意图。

图8显示为本发明实施例所述的用于嵌入式系统的进程管理系统的主管理进程模块的一种实现结构示意图。

图9显示为本发明实施例所述的用于嵌入式系统的进程管理系统的主管理进程模块的另一种实现结构示意图。

图10显示为本发明实施例所述的用于嵌入式系统的进程管理系统的主管理进程模块的再一种实现结构示意图。

图11显示为本发明实施例所述的用于嵌入式系统的进程管理系统的辅管理进程模块的一种实现结构示意图。

元件标号说明

100        用于嵌入式系统的进程管理系统

110        主管理进程模块

111        拉起单元

112        更新或/和保存单元

113        退出单元

114        第一接收单元

115        第一处理单元

116        第二接收单元

117        发送单元

118        第二处理单元

120        辅管理进程模块

121        监控管理单元

122        告知单元

130        管理启动模块

S1～S3     步骤

S21～S23   步骤

S31～S32   步骤

S41～S43   步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明针对传统的嵌入式系统进程管理机制的不足之处，和网关设备的软件功能需求，设计并提出了一套适用于嵌入式系统和小型家庭网关设备的进程管理机制。

请参阅图1，本发明提供一种用于嵌入式系统的进程管理方法，所述用于嵌入式系统的进程管理方法包括：

S1，启动主管理进程，对系统的各进程进行监控管理。其中，所述各进程包括辅管理进程、及其他软件进程等等，即所述各进程是指嵌入式系统中除所述主管理进程之外的其他所有进程。也就是说，主管理进程不但对系统中的应用进程进行监控管理，对辅管理进程也同样进行监控管理。

S2，在所述主管理进程完成启动后，启动辅管理进程，对系统的状态信息进行监控管理。在传统的嵌入式系统中，系统在启动后，最先启动的是管理进程，然后才会启动其他应用进程。而因为本发明增加了辅管理进程，所以系统在启动后，最先启动的是主管理进程，然后启动辅管理进程，最后才会启动其他应用进程。

S3，在所述辅管理进程完成启动后，利用所述主管理进程拉起系统中的其他进程。在实施例中，主管理进程、辅管理进程、其他进程的启动顺序是不能改变的，而且在主管理进程和辅管理进程启动完成前，系统中其他任何进程都无法启动和工作，只有在主管理进程和辅管理进程成功启动完成后，其他进程才会被主管理进程拉起。

进一步，参见图2所示，步骤S1所述的对系统的各进程进行监控管理的具体实现过程包括：

S21，拉起进程。

S22，更新或/和保存各进程的相关信息。或

S23，退出进程。

本实施例中，所述主管理进程(Master)负责管理监控辅管理进程(miniMaster)及其他软件进程，负责系统中除自身外的其他所有进程的拉起、进程相关信息的更新和保存，以及进程的退出等。

主管理进程和辅管理进程启动后，并且各个应用进程都被主管理进程正常启动(即拉起)后，主管理进程对各个应用进程开始进程监控和管理。以往的应用进程之间通信方式采用互相直接通信的方式，所以传统的进程管理方法无法对具体的应用进程的通信进行管理。本发明为了更好的管理各进程的状态和系统信息，采用的方案是：将所有被管理的应用进程之间的通信都必须通过主管理进程，主管理进程是应用程序间沟通的桥梁，两个应用程序需要通信，不轮是否是与主管理进程通信，都必须通过主管理进程才能达成目的。同时，主管理进程还要管理各个应用进程发出的事件信息，并进行处理，具体管理方式参见图3和4所示。

进一步，参见图3所示，步骤S1所述的对系统的各进程进行监控管理的具体实现过程还包括。

S31，接收第一源进程发送的事件信息；所述第一源进程为预与所述主管理进程进行通信的进程。

S32，处理所述事件信息。

本实施例中，当应用进程独立运行不与其他进程通信时，主管理进程只需对应用进程发送的事件信息进行处理，实现监控功能。

进一步，参见图4所示，步骤S1所述的对系统的各进程进行监控管理的具体实现过程还包括：

S41，接收第二源进程发送的事件信息；所述第二源进程为预与除所述主管理进程之外的另一进程进行通信的进程。

S42，发送所述事件信息至对应的目的进程；所述目的进程为与所述第二源进程建立通信关系的进程。

S43，处理所述事件信息。

本实施例中，当一应用进程需要与另一个应用进程进行通信时，主管理进程作为通信的中转站，转发需要传递的事件信息，实现管理功能，同时对事件信息进行处理，实现监控功能。

本发明中，对系统的各进程进行监控管理的是主管理进程，也就是说，本发明是由主管理进程实现的对各进程进行监控管理的功能的，那么，步骤S21～S23，S31～S32，S41～S43的执行主体均为主管理进程。即步骤S41～S43的含义为：主管理进程接收第二源进程发送的事件信息；主管理进程发送所述事件信息至对应的目的进程；主管理进程处理所述事件信息。

进一步，参见图5所示，步骤S2所述的对系统的状态信息进行监控管理的具体实现过程包括：

S51，管理和监控系统的状态。

S52，告知所述主管理进程系统的当前状态，以便所述主管理进程对状态出现异常时的系统进行及时处理，必要时重新启动系统。

本实施例中，辅管理进程负责管理和监控系统状态，并同步告知主管理进程部分或全部系统的状态信息。其中，所述系统的状态信息包括系统底层驱动的状态信息。一旦系统出现异常或者系统底层驱动出现异常，辅管理进程会及时告知主管理进程进行处理，必要时进行系统自动重启，来保证系统可以正常运行。例如：参见图6所示，httpd进程需要和dhcp进程之间进程通信，则httpd进程要先把消息发送给主管理进程(master)，master收到消息后再转发给dhcp进程，保证了所有系统和应用进程的消息和状态都在master的监管下。

本发明所述的用于嵌入式系统的进程管理方法是一套嵌入式系统进程管理机制，主要实现了进程数较多、系统较为复杂的情况下的管理方式，通过添加辅助进程、以及统一监控各进程和系统状态，来实现系统进程的管理，使得各个进程都可以统一的、协调的、可靠的进行通信和管理。

本发明由一个主管理进程搭配另一个辅管理进程来进行管理，提高系统可靠性；使进程间通信都通过主管理进程，而非各自进行通信；由辅管理进程来监控系统的状态和参数；主管理进程和辅管理进程一旦出现异常，系统可及时处理自行恢复操作。

本发明所述的用于嵌入式系统的进程管理方法的保护范围不限于本实施例列举的步骤执行顺序，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的步骤增减、步骤替换所实现的方案都包括在本发明的保护范围内。

本发明还提供一种用于嵌入式系统的进程管理系统，所述用于嵌入式系统的进程管理系统可以实现本发明所述的用于嵌入式系统的进程管理方法，但本发明所述的用于嵌入式系统的进程管理方法的实现装置包括但不限于本实施例列举的用于嵌入式系统的进程管理系统的结构，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的结构变形和替换，都包括在本发明的保护范围内。

参见图7所示，所述用于嵌入式系统的进程管理系统100包括：主管理进程模块110，辅管理进程模块120，管理启动模块130。

所述主管理进程模块110启动主管理进程，对系统的各进程进行监控管理；所述各进程包括辅管理进程、及其他软件进程。其中，所述各进程包括辅管理进程、及其他软件进程等等，即所述各进程是指嵌入式系统中除所述主管理进程之外的其他所有进程。也就是说，主管理进程不但对系统中的应用进程进行监控管理，对辅管理进程也同样进行监控管理。

所述辅管理进程模块120与所述主管理进程模块110相连，在所述主管理进程完成启动后，启动辅管理进程，对系统的状态信息进行监控管理。在传统的嵌入式系统中，系统在启动后，最先启动的是管理进程，然后才会启动其他应用进程。而因为本发明增加了辅管理进程，所以系统在启动后，最先启动的是主管理进程，然后启动辅管理进程，最后才会启动其他应用进程。

所述管理启动模块130与所述主管理进程模块110和辅管理进程模块120分别相连，在所述辅管理进程完成启动后，利用所述主管理进程拉起系统中的其他进程。在实施例中，主管理进程、辅管理进程、其他进程的启动顺序是不能改变的，而且在主管理进程和辅管理进程启动完成前，系统中其他任何进程都无法启动和工作，只有在主管理进程和辅管理进程成功启动完成后，其他进程才会被主管理进程拉起。

进一步，参见图8所示，所述主管理进程模块110包括：拉起单元111，更新或/和保存单元112，退出单元113。所述拉起单元111拉起进程；所述更新或/和保存单元112更新或/和保存各进程的相关信息；所述退出单元113退出进程。本实施例中，所述主管理进程(Master)负责管理监控辅管理进程(miniMaster)及其他软件进程，负责系统中除自身外的其他所有进程的拉起、进程相关信息的更新和保存，以及进程的退出等。主管理进程和辅管理进程启动后，并且各个应用进程都被主管理进程正常启动(即拉起)后，主管理进程对各个应用进程开始进程监控和管理。以往的应用进程之间通信方式采用互相直接通信的方式，所以传统的进程管理方法无法对具体的应用进程的通信进行管理。本发明为了更好的管理各进程的状态和系统信息，采用的方案是：将所有被管理的应用进程之间的通信都必须通过主管理进程，主管理进程是应用程序间沟通的桥梁，两个应用程序需要通信，不轮是否是与主管理进程通信，都必须通过主管理进程才能达成目的。同时，主管理进程还要管理各个应用进程发出的事件信息，并进行处理。

进一步，参见图9所示，所述主管理进程模块110还包括：第一接收单元114，第一处理单元115。所述第一接收单元114接收第一源进程发送的事件信息。所述第一源进程为预与所述主管理进程进行通信的进程；所述第一处理单元115与所述第一接收单元114相连，处理所述事件信息。本实施例中，当应用进程独立运行不与其他进程通信时，主管理进程只需对应用进程发送的事件信息进行处理，实现监控功能。

进一步，参见图10所示，所述主管理进程模块110还包括：第二接收单元116，发送单元117，第二处理单元118。所述第二接收单元116接收第二源进程发送的事件信息；所述第二源进程为预与除所述主管理进程之外的另一进程进行通信的进程；所述发送单元117与所述第二接收单元116相连，发送所述事件信息至对应的目的进程；所述目的进程为与所述第二源进程建立通信关系的进程。所述第二处理单元118与所述第二接收单元116相连，处理所述事件信息。本实施例中，当一应用进程需要与另一个应用进程进行通信时，主管理进程作为通信的中转站，转发需要传递的事件信息，实现管理功能，同时对事件信息进行处理，实现监控功能。

进一步，参见图11所示，所述辅管理进程模块120包括：监控管理单元121，告知单元122。所述监控管理单元121管理和监控系统的状态。所述告知单元122与所述监控管理单元121相连，告知所述主管理进程系统的当前状态，以便所述主管理进程对状态出现异常时的系统进行及时处理，必要时重新启动系统。本实施例中，辅管理进程负责管理和监控系统状态，并同步告知主管理进程部分或全部系统的状态信息。其中，所述系统的状态信息包括系统底层驱动的状态信息。一旦系统出现异常或者系统底层驱动出现异常，辅管理进程会及时告知主管理进程进行处理，必要时进行系统自动重启，来保证系统可以正常运行。例如：参见图6所示，httpd进程需要和dhcp进程之间进程通信，则httpd进程要先把消息发送给主管理进程(master)，master收到消息后再转发给dhcp进程，保证了所有系统和应用进程的消息和状态都在master的监管下。

本发明主要实现了小型嵌入式系统无线网关设备中的进程管理机制，并实现了一系列关于进程管理机制的系统架构。包含了主监控进程(即主管理进程)，辅助监控进程(即辅管理进程)，并且辅助监控进程对系统的状态信息进行监控，由主监控进程对系统的异常作出及时反应，以提高系统的稳定性。各应用进程之间采用间接的通信方式，所有通信消息必须经过主监控进程转发，使得各个进程都可以被主监控进程进行统一监控和管理，以提高系统的可靠性。

本发明不仅有主监控进程，还有辅助监控进程，提高系统进程管理的全面性；本发明中，各个应用进程之前通过监控进程通信，避免了信息的丢失，提高了系统的可靠性；本发明的进程启动顺序和过程保证了系统启动的正确性；本发明的辅助监控进程可管理系统状态信息，并在必要时做异常处理，提高了系统的稳定性。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种用于嵌入式系统的进程管理方法，其特征在于，所述用于嵌入式系统的进程管理方法包括：

启动主管理进程，对系统的各进程进行监控管理；

在所述主管理进程完成启动后，启动辅管理进程，对系统的状态信息进行监控管理；

在所述辅管理进程完成启动后，利用所述主管理进程拉起系统中的其他进程。

2.根据权利要求1所述的用于嵌入式系统的进程管理方法，其特征在于，所述对系统的各进程进行监控管理的实现过程包括：

拉起进程；

更新或/和保存各进程的相关信息；或

退出进程。

3.根据权利要求2所述的用于嵌入式系统的进程管理方法，其特征在于，所述对系统的各进程进行监控管理的实现过程还包括：

接收第一源进程发送的事件信息；所述第一源进程为预与所述主管理进程进行通信的进程；

处理所述事件信息。

4.根据权利要求2所述的用于嵌入式系统的进程管理方法，其特征在于，所述对系统的各进程进行监控管理的实现过程还包括：

接收第二源进程发送的事件信息；所述第二源进程为预与除所述主管理进程之外的另一进程进行通信的进程；

发送所述事件信息至对应的目的进程；所述目的进程为与所述第二源进程建立通信关系的进程；

处理所述事件信息。

5.根据权利要求1所述的用于嵌入式系统的进程管理方法，其特征在于，所述对系统的状态信息进行监控管理的实现过程包括：

管理和监控系统的状态；

告知所述主管理进程系统的当前状态，以便所述主管理进程对状态出现异常时的系统进行及时处理，必要时重新启动系统。

6.一种用于嵌入式系统的进程管理系统，其特征在于，所述用于嵌入式系统的进程管理系统包括：

主管理进程模块，启动主管理进程，对系统的各进程进行监控管理；

辅管理进程模块，与所述主管理进程模块相连，在所述主管理进程完成启动后，启动辅管理进程，对系统的状态信息进行监控管理；

管理启动模块，与所述主管理进程模块和辅管理进程模块分别相连，在所述辅管理进程完成启动后，利用所述主管理进程拉起系统中的其他进程。

7.根据权利要求6所述的用于嵌入式系统的进程管理系统，其特征在于，所述主管理进程模块包括：

拉起单元，拉起进程；

更新或/和保存单元，更新或/和保存各进程的相关信息；或

退出单元，退出进程。

8.根据权利要求7所述的用于嵌入式系统的进程管理系统，其特征在于，所述主管理进程模块还包括：

第一接收单元，接收第一源进程发送的事件信息；所述第一源进程为预与所述主管理进程进行通信的进程；

第一处理单元，与所述第一接收单元相连，处理所述事件信息。

9.根据权利要求7所述的用于嵌入式系统的进程管理系统，其特征在于，所述主管理进程模块还包括：

第二接收单元，接收第二源进程发送的事件信息；所述第二源进程为预与除所述主管理进程之外的另一进程进行通信的进程；

发送单元，与所述第二接收单元相连，发送所述事件信息至对应的目的进程；所述目的进程为与所述第二源进程建立通信关系的进程；

第二处理单元，与所述第二接收单元相连，处理所述事件信息。

10.根据权利要求6所述的用于嵌入式系统的进程管理系统，其特征在于，所述辅管理进程模块包括：

监控管理单元，管理和监控系统的状态；

告知单元，与所述监控管理单元相连，告知所述主管理进程系统的当前状态，以便所述主管理进程对状态出现异常时的系统进行及时处理，必要时重新启动系统。