CN110633147A - 一种操作系统进程管理的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种操作系统进程管理的方法及装置，该方法包括以下步骤：获取并根据信号量争用报告提取进程的名称及被争用的信号量的键值；根据进程的名称获取进程的所有子进程及所有子进程分别占用的信号量的键值；根据被争用的信号量的键值和所有子进程分别占用的信号量的键值确定占用被争用的信号量的子进程；强制占用被争用的信号量的子进程释放所占用的信号量。也就是说，利用本发明提出的优化的操作系统进程管理的方法及装置，在信号量争用处理方面具有快速、准确、有针对性等优点，并且在不重启操作系统的情况下，保持了测试工作和/或线上作业及运行环境的连贯性。

Description

一种操作系统进程管理的方法及装置

技术领域

本发明涉及操作系统技术领域。本发明进一步涉及一种操作系统进程管理的方法及装置。

背景技术

现代软件操作系统中通常运行着多个进程。在这些进程之间一般需要相互协调。为了协调不同进程间的数据对象、处理进程或线程的同步问题，在进程或线程间提出了信号量的构思。

信号量，又称为信号灯，可以理解为是一个计数器，最主要的应用技术是共享内存式的进程间通信，特别是对临界资源的同步访问。临界资源可以理解为在某一时刻只能由一个进程或线程进行操作的资源。这里所涉及的“资源”可以是一段代码、一个变量或者某种硬件资源。一个信号量只能被唯一的进程所占用。当一个信号量在被占用的情况下，出现了再次被请求占用的情况时，就会发生信号量争用的情况。

在操作系统运行的过程中，当发生临界资源争用情况或者其他资源争用情况时，系统会发出用于警告发生信号量争用的异常报告。例如，K-DB是一种关系性数据库。在K-DB的运行过程中经常会涉及到对于临界资源的访问的过程。当K-DB运行时发生临界资源争用情况，系统会报出信号争用报告，例如“A shared memory segment with the same keyalready exists……”。当出现这种情况时，一般是出现了占用信号量的进行发生异常成为了僵尸进程。此时该僵尸进程所占用的信号量并没有被释放。当相应的信号量在此被请求占用时，系统会发现该信号量被争用。这时就需要将没有释放的信号量释放掉。

为此，现有的进程处理对于出现大量信号量争用问题的处理方法一般为重启操作系统。操作系统重启后，信号量自动恢复到初始状态。然而，重启操作系统处理信号量争用问题，比较暴力，并且每次操作系统重启再恢复到开机状态会导致测试工作和/或线上作业不能保持连贯性。

另一方面，在不影响测试工作和/或线上作业的情况下，根据进程的状态(正在运行、未响应、睡眠等)将僵尸进程找出来，逐个释放所占用的信号量，解决信号量争用问题。上述方法虽然保持了操作系统运行的连贯性，但是处理过程需要人为介入查看进程状态，不仅费力花费大量的时间，而且当出现多个僵尸进程时并不能完全准确地确定哪个僵尸进程导致了哪个信号量争用的问题。

因此，需要提出一种优化的操作系统进程管理的方法，其在信号量争用处理方面具有快速、准确、有针对性等优点，并且在不重启操作系统的情况下，保持测试工作和/或线上作业及运行环境的连贯性。

发明内容

一方面，本发明基于上述目的提出了一种操作系统进程管理的方法，该方法包括以下步骤：

获取并根据信号量争用报告提取进程的名称及被争用的信号量的键值；

根据进程的名称获取进程的所有子进程及所有子进程分别占用的信号量的键值；

根据被争用的信号量的键值和所有子进程分别占用的信号量的键值确定占用被争用的信号量的子进程；

强制占用被争用的信号量的子进程释放所占用的信号量。

根据本发明的操作系统进程管理的方法的实施例，其中获取并根据信号量争用报告提取进程的名称及被争用的信号量的键值进一步包括：以守护进程的形式实时监测信号量争用报告，并提取进程的名称及被争用的信号量的键值。

根据本发明的操作系统进程管理的方法的实施例，其中获取并根据信号量争用报告提取进程的名称及被争用的信号量的键值进一步包括：响应于产生信号量争用报告，提示进程管理员查阅信号量争用报告，并由进程管理员提取进程的名称及被争用的信号量的键值。

根据本发明的操作系统进程管理的方法的实施例，其中根据被争用的信号量的键值和所有子进程分别占用的信号量的键值确定占用被争用的信号量的子进程进一步包括：设置争用变量初始为0，每确定一个被争用的信号量，该争用变量加1。

根据本发明的操作系统进程管理的方法的实施例，其中强制占用被争用的信号量的子进程释放所占用的信号量进一步包括：设置释放变量，并赋值为争用变量的值，每释放一个被争用的信号量，使释放变量减1。

根据本发明的操作系统进程管理的方法的实施例，其中方法进一步包括：

响应于释放变量减小至0，反馈允许临界资源进程正常运行的消息。

根据本发明的操作系统进程管理的方法的实施例，其中根据被争用的信号量的键值和所有子进程分别占用的信号量的键值确定占用被争用的信号量的子进程进一步包括：

响应于所有子进程分别使用的信号量的键值中所述被争用的信号量的键值，反馈所述被争用的信号量自行释放的消息。

另一方面，本发明还提出了一种操作系统进程管理的装置，其中该装置包括：

至少一个处理器；和

存储器，该存储器存储有处理器可运行的程序代码，该程序代码在被处理器运行时执行以下步骤：

获取并根据信号量争用报告提取进程的名称及被争用的信号量的

键值；

根据进程的名称获取该进程的所有子进程及所有子进程分别占用

的信号量的键值；

根据被争用的信号量的键值和所有子进程分别占用的信号量的键

值确定占用被争用的信号量的子进程；

强制占用被争用的信号量的子进程释放所占用的信号量。

根据本发明的操作系统进程管理的装置的实施例，其中获取并根据信号量争用报告提取进程的名称及被争用的信号量的键值进一步包括：以守护进程的形式实时监测信号量争用报告，并提取进程的名称及被争用的信号量的键值。

根据本发明的操作系统进程管理的装置的实施例，其中获取并根据信号量争用报告提取进程的名称及被争用的信号量的键值进一步包括：响应于产生信号量争用报告，提示进程管理员查阅信号量争用报告，并由进程管理员提取进程的名称及被争用的信号量的键值。

采用上述技术方案，本发明至少具有如下有益效果：利用本发明的操作系统进程管理的方法和/或装置能够维护进程，管理信号量的占用，当出现信号量争用的情况时，根据本发明的方案，可以有针对性地根据出现争用的进程及信号量的键值将僵尸进程找出来，逐个释放所占用的信号量，解决信号量争用问题，不仅不需要重启操作系统保持了测试工作和/或线上作业的连贯性，而且当出现多个僵尸进程时能够完全准确地确定哪个僵尸进程导致了哪个信号量争用的问题。也就是说，本发明提出了一种优化的操作系统进程管理的方法及装置，在信号量争用处理方面具有快速、准确、有针对性等优点，并且在不重启操作系统的情况下，保持了测试工作和/或线上作业及运行环境的连贯性。

本发明提供了实施例的各方面，不应当用于限制本发明的保护范围。根据在此描述的技术可设想到其它实施方式，这对于本领域普通技术人员来说在研究以下附图和具体实施方式后将是显而易见的，并且这些实施方式意图被包含在本申请的范围内。

下面参考附图更详细地解释和描述了本发明的实施例，但它们不应理解为对于本发明的限制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对现有技术和实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，附图中的部件不一定按比例绘制，并且可以省略相关的元件，或者在一些情况下比例可能已经被放大，以便强调和清楚地示出本文描述的新颖特征。另外，如本领域中已知的，结构顺序可以被不同地布置。

图1示出了根据本发明的操作系统进程管理的方法的实施例的示意性框图。

具体实施方式

虽然本发明可以以各种形式实施，但是在附图中示出并且在下文中将描述一些示例性和非限制性实施例，但应该理解的是，本公开将被认为是本发明的示例并不意图将本发明限制于所说明的具体实施例。

图1示出了根据本发明的操作系统进程管理的方法的实施例的示意性框图。在所示实施例中，该方法至少包括以下步骤：

S1：获取并根据信号量争用报告提取进程的名称及被争用的信号量的键值；

S2：根据进程的名称获取进程的所有子进程及所有子进程分别占用的信号量的键值；

S3：根据被争用的信号量的键值和所有子进程分别占用的信号量的键值确定占用被争用的信号量的子进程；

S4：强制占用被争用的信号量的子进程释放所占用的信号量。

为了更好地管理操作系统的进程，更具体地说是在操作系统的进程发生信号量争用的情况下维护系统进程的正常运作，将信号量的争用情况解除，首先需要准确定位发生争用的信号量以及导致争用发生的进程(包括子进程)。在本发明的构思中，所采用的是步骤S1根据系统报出的信号量争用报告提取进程的名称及被争用的信号量的键值。在一些实施例中，可能出现信号量争用报告中涉及了一个进程名称和一个信号量键(key)值，也可能出现信号量争用报告中涉及了一个进程名称和多个信号量键(key)值。此外，还可能存在的情况是，系统发出了多个信号量争用报告。上述情况中出现的进程及相应的信号量键值都需要进一步得到处理。

在确定了信号量争用所涉及的进程和相应的键值之后，步骤S2获取并根据进程的名称获取进程的所有子进程及所有子进程分别占用的信号量的键值。虽然步骤S1从信号量争用报告中提取出了进程的名称，但是并不能准确地确定是该进程中的哪一个或哪一些子进程由于异常退出等原因成为了僵尸进程占用信号量进而导致了信号量争用的发生。所以，步骤S2进一步在操作系统中获取该进程的所有子进程及所有子进程分别占用的信号量的键值。优选地，步骤S2的功能可以进行模块化集成，形成例如进程获取模块，输入为进程名称，输出为该进程的所有子进程和这些子进程相应地占用的信号量的键值。

进一步地，根据步骤S1中获得的被争用的信号量的键值和步骤S2中输出的所有子进程分别使用的信号量的键值确定占用被争用的信号量的子进程。具体地说，当在步骤S2中输出的所有子进程所占用的信号量的键值中找到步骤S1中获得的被争用的信号量的键值时，该子进程就可以被确认由于成为僵尸进程异常占用信号量进而导致了信号量争用的发生，需要让该僵尸进程释放其所占用的信号量。优选地，步骤S3的功能可以进行模块化集成，形成例如信号量检测模块，输入为被争用的信号量的键值和子进程及其所占用的信号量的键值，输出为争用的信号量的子进程。

最后，步骤S4强制占用被争用的信号量的子进程释放所占用的信号量。也就是说，在步骤S3确认了处于僵尸进程状态的子进程之后，强制该子进程释放被其异常占用的信号量。优选地，步骤S4的功能可以进行模块化集成，形成例如信号量释放模块，输入为被争用的信号量的键值和处于僵尸进程状态的子进程，输出为信号量释放的结果。当被异常占用的信号量被释放后，操作系统的进程就可以正常处理相应的任务，维护操作系统的正常运转。

下文将说明本发明的进一步实施例，需要注意的是，其中提到的步骤的编号在没有特殊说明的情况下，仅用于便捷明确地指示该步骤，并不限定所述步骤的顺序。

在本发明的操作系统进程管理的方法的一些实施例中，步骤S1获取并根据信号量争用报告提取进程的名称及被争用的信号量的键值进一步包括：以守护进程的形式实时监测信号量争用报告，并提取进程的名称及被争用的信号量的键值。为了获取发生信号量争用相关的进程和被争用的信号量的信息，在优选实施例中，系统以守护进程的方式实时地监测信号量争用报告，一旦监测到信号量争用报告，就从中提取进程的名称及被争用的信号量的键值，随后对该争用情况进行进一步地处理。利用上述方式可以实时发现信号量争用情况，及时做出处理，避免出现信号量争用情况的累积进而导致整个操作系统的异常。

在本发明的操作系统进程管理的方法的又一些实施例中，步骤S1获取并根据信号量争用报告提取进程的名称及被争用的信号量的键值进一步包括：响应于产生信号量争用报告，提示进程管理员查阅信号量争用报告，并由进程管理员提取进程的名称及被争用的信号量的键值。为了获取发生信号量争用相关的进程和被争用的信号量的信息，在另一些优选实施例中，系统在报出信号量争用报告时会提示人工查阅，比如提示系统管理员去查阅所产生的信号量争用报告。管理员在阅读该信号量争用报告之后，从中获取到进程的名称及被争用的信号量的键值。随后，管理员可以将所获得的进程的名称及被争用的信号量的键值输入到相应的处理模块(例如前述提及的进程获取模块和信号量检测模块)中，利用进一步的步骤S2、S3、S4对发生信号量争用的进程进行管理和维护。

在本发明的操作系统进程管理的方法的若干实施例中，步骤S3根据被争用的信号量的键值和所有子进程分别占用的信号量的键值确定占用被争用的信号量的子进程进一步包括：设置争用变量初始为0，每确定一个被争用的信号量，该争用变量加1。在确定占用被争用的信号量的子进程时设置争用变量尤其有利于统计当前确认出现信号量争用现象的数量，便于批量检测并且便于随后对于批量检测到的信号量争用的批量处理。

在本发明的操作系统进程管理的方法的一个或多个实施例中，步骤S4强制占用被争用的信号量的子进程释放所占用的信号量进一步包括：设置释放变量，并赋值为争用变量的值，每释放一个被争用的信号量，使释放变量减1。在步骤S3确定了所有占用被争用的信号量的子进程后，设置释放变量，以之前确定的争用变量的值作为释放变量的初始值，利用循环模块逐一处理信号量争用，例如while模块等，避免出现遗漏。

在本发明的操作系统进程管理的方法的一些实施例中，该方法进一步包括：

S5：响应于释放变量减小至0，反馈允许临界资源进程正常运行的消息。

随着信号量争用的逐一处理，释放变量逐渐减小。当释放变量减小至0时，认为系统中的所有已经确认的信号量争用已经全部处理完毕，进程状态回复正常，不再存在信号量被僵尸进程异常占用的情况，因此步骤S5反馈相应的消息以提示信号量被释放、临界资源进程可以正常运行。

在本发明的操作系统进程管理的方法的若干实施例中，步骤S3根据被争用的信号量的键值和所有子进程分别占用的信号量的键值确定占用被争用的信号量的子进程进一步包括：响应于进程的所有子进程分别使用的信号量的键值中所述被争用的信号量的键值，反馈被争用的信号量自行释放的消息。步骤S3在根据被争用的信号量的键值和所有子进程分别使用的信号量的键值确定占用被争用的信号量的子进程还可能存在一种情况，即进程的所有子进程所使用的信号量的键值中不存在前期获得的被争用的信号量的键值，这是因为此时导致信号量争用的子进程已经由于各种原因自行释放了其所占用的信号量。在这种情况下，在确认过程中会反馈该信号量已经被自行释放的消息，而不是等待全部信号量争用释放后通知相关的进程。随后可以根据该消息通知相应的进程可以重新发起对该信号量的使用。这尤其对于一些需要快速反应或实施处理的任务是有利的。

另一方面，本发明还提出了一种操作系统进程管理的装置，其中该装置包括：至少一个处理器；和存储器，该存储器存储有处理器可运行的程序代码，该程序代码在被处理器运行时执行以下步骤：

S1：获取并根据信号量争用报告提取进程的名称及被争用的信号量的键值；

S2：根据进程的名称获取进程的所有子进程及所有子进程分别占用的信号量的键值；

S3：根据被争用的信号量的键值和所有子进程分别占用的信号量的键值确定占用被争用的信号量的子进程；

S4：强制占用被争用的信号量的子进程释放所占用的信号量。

在本发明的操作系统进程管理的装置的一些实施例中，步骤S1根据信号量争用报告提取进程的名称及被争用的信号量的键值进一步包括：以守护进程的形式实时监测信号量争用报告，并提取进程的名称及被争用的信号量的键值。

在本发明的操作系统进程管理的装置的另一些实施例中，步骤S1获取并根据信号量争用报告提取进程的名称及被争用的信号量的键值进一步包括：响应于产生信号量争用报告，提示进程管理员查阅信号量争用报告，并由进程管理员提取进程的名称及被争用的信号量的键值。

本发明实施例公开所述的装置、设备等可为各种电子终端设备，例如手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑(PAD)、智能电视等，也可以是大型终端设备，如服务器等，因此本发明实施例公开的保护范围不应限定为某种特定类型的装置、设备。本发明实施例公开所述的客户端可以是以电子硬件、计算机软件或两者的组合形式应用于上述任意一种电子终端设备中。

本文所述的计算机可读存储介质(例如存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。作为例子而非限制性的，非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)或快闪存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(RAM)，该RAM可以充当外部高速缓存存储器。作为例子而非限制性的，RAM可以以多种形式获得，比如同步RAM(DRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)、以及直接Rambus RAM(DRRAM)。所公开的方面的存储设备意在包括但不限于这些和其它合适类型的存储器。

采用上述技术方案，本发明至少具有如下有益效果：利用本发明的操作系统进程管理的方法和/或装置能够维护进程，管理信号量的占用，当出现信号量争用的情况时，根据本发明的方案，可以有针对性地根据出现争用的进程及信号量的键值将僵尸进程找出来，逐个释放所占用的信号量，解决信号量争用问题，不仅不需要重启操作系统保持了测试工作和/或线上作业的连贯性，而且当出现多个僵尸进程时能够完全准确地确定哪个僵尸进程导致了哪个信号量争用的问题。也就是说，本发明提出了一种优化的操作系统进程管理的方法及装置，在信号量争用处理方面具有快速、准确、有针对性等优点，并且在不重启操作系统的情况下，保持了测试工作和/或线上作业及运行环境的连贯性。

应当理解的是，在技术上可行的情况下，以上针对不同实施例所列举的技术特征可以相互组合，从而形成本发明范围内的另外实施例。此外，本文所述的特定示例和实施例是非限制性的，并且可以对以上所阐述的结构、步骤及顺序做出相应修改而不脱离本发明的保护范围。

在本申请中，反意连接词的使用旨在包括连接词。定或不定冠词的使用并不旨在指示基数。具体而言，对“该”对象或“一”和“一个”对象的引用旨在表示多个这样对象中可能的一个。然而，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。此外，可以使用连接词“或”来传达同时存在的特征，而不是互斥方案。换句话说，连接词“或”应理解为包括“和/或”。术语“包括”是包容性的并且具有与“包含”相同的范围。

上述实施例，特别是任何“优选”实施例是实施方式的可能示例，并且仅仅为了清楚理解本发明的原理而提出。在基本上不脱离本文描述的技术的精神和原理的情况下，可以对上述实施例做出许多变化和修改。所有修改旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种操作系统进程管理的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

获取并根据信号量争用报告提取进程的名称及被争用的信号量的键值；

根据所述进程的名称获取所述进程的所有子进程及所述所有子进程分别占用的信号量的键值；

根据所述被争用的信号量的键值和所述所有子进程分别占用的信号量的键值确定占用所述被争用的信号量的所述子进程；

强制所述占用被争用的信号量的所述子进程释放所占用的信号量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取并根据信号量争用报告提取进程的名称及被争用的信号量的键值进一步包括：

以守护进程的形式实时监测信号量争用报告，并提取所述进程的名称及所述被争用的信号量的键值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取并根据信号量争用报告提取进程的名称及被争用的信号量的键值进一步包括：

响应于产生信号量争用报告，提示进程管理员查阅所述信号量争用报告，并由所述进程管理员提取所述进程的名称及所述被争用的信号量的键值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述被争用的信号量的键值和所述所有子进程分别占用的信号量的键值确定占用所述被争用的信号量的所述子进程进一步包括：

设置争用变量初始为0，每确定一个被争用的信号量，所述争用变量加1。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述强制所述占用被争用的信号量的所述子进程释放所占用的信号量进一步包括：

设置释放变量，并赋值为所述争用变量的值，每释放一个被争用的信号量，使所述释放变量减1。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

响应于所述释放变量减小至0，反馈允许临界资源进程正常运行的消息。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述被争用的信号量的键值和所述所有子进程分别占用的信号量的键值确定占用所述被争用的信号量的所述子进程进一步包括：

响应于所述所有子进程分别使用的信号量的键值中没有所述被争用的信号量的键值，反馈所述被争用的信号量自行释放的消息。

8.一种操作系统进程管理的装置，其特征在于，所述装置包括：

至少一个处理器；和

存储器，所述存储器存储有处理器可运行的程序代码，所述程序代码在被处理器运行时执行以下步骤：

获取并根据信号量争用报告提取进程的名称及被争用的信号量的键值；

根据所述进程的名称获取所述进程的所有子进程及所述所有子进程分别占用的信号量的键值；

根据所述被争用的信号量的键值和所述所有子进程分别占用的信号量的键值确定占用所述被争用的信号量的所述子进程；

强制所述占用被争用的信号量的所述子进程释放所占用的信号量。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述获取并根据信号量争用报告提取进程的名称及被争用的信号量的键值进一步包括：

以守护进程的形式实时监测信号量争用报告，并提取所述进程的名称及所述被争用的信号量的键值。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述获取并根据信号量争用报告提取进程的名称及被争用的信号量的键值进一步包括：

响应于产生信号量争用报告，提示进程管理员查阅所述信号量争用报告，并由所述进程管理员提取所述进程的名称及所述被争用的信号量的键值。

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