什么是进程的“等待通道”？

Question

在 GNOME 系统监视器的进程选项卡中有一个“等待通道”列。到目前为止，我在这里看到的最常见的值是poll_schedule_timeout，但我也看到了其他值：0、do_exit、do_wait、futex_wait_queue_me、pipe_wait、__skb_recv_datagram和unix_stream_data_wait。

那么这个“等待频道”栏是什么意思呢？也许其中的一些价值观是什么意思？

Answer 1

等待通道是内核中任务当前正在等待的地方。任务必须等待资源，资源可以是数据或处理时间。这两个包括网络套接字、硬件、文件等；因为它们中的大多数只是文件，在类 Unix 系统中。

• 0: 过程不是等待

• poll_schedule_timeout

  poll()是用于处理 I/O的系统调用¹。它类似于select(). ²

  使用非阻塞 I/O 的应用程序使用这些调用来查看它们是否可以读取或写入文件，而不必阻塞它。它们通常用于输入/输出流，可能不会被阻止（否则，您的鼠标可能会停止移动）。

  等待通道poll_schedule_timeout表示任务正在等待 I/O，无论是键盘和鼠标等硬件、声音设备还是网络套接字。

  1. 内核中的一个函数
  2. 它们在 中定义<linux/poll.h>。poll是在 System V 中首次出现的实现，select是 BSD UNIX 等价物。
     

• futex_wait_queue_me：

  为了解释这一点，我们必须看看锁。锁是系统中保存的状态，表示任务与资源一起工作。例如，可能只有一个任务读取文件。此任务将锁定文件，任何其他尝试读取文件的任务¹都会知道它已被锁定，并等待锁定消失，然后才能访问它。处理器时间也会发生同样的事情。

  现代版本的 Linux（在大多数架构上）在内核中使用 Futex（快速用户空间互斥锁）锁。Mutex，互斥，指的是公共资源在任何时候都只能被一个任务访问的想法。为此，设置了系统中的标志。

  如果进程正在等待锁定的资源，这称为忙等待 或“自旋”，指的是它会一遍又一遍地尝试访问它，直到可以访问为止。任务在旋转时被称为阻塞。

  

  futex的锁可以被认为是在用户空间的一个数字，可通过任务递增或递减（在资源情况下可以被多个任务访问，这个数量能够比一个变得更大）。这是图^{4 中}所示的数字。

  这些任务将自己排入等待队列，这是一个简单的需要做一些工作的任务队列，一旦有可用的处理时间，这些任务就会完成它们的工作并从队列中删除。

  futex_wait_queue_me排队一个任务。然后等待信号、超时或唤醒。在这个等待通道中的任务不是在等待队列中等待，而是等待入队。

  1. 任务可以是进程³或线程²
  2. 线程是进程的子部分。许多线程可以并行运行
  3. 进程是一个成熟的程序，它由一个或多个线程组成，但一个程序也可以由多个进程组成。
  4. 请记住，这仍然是一个非常高级的事物视图，它没有考虑实现细节

• __skb_recv_datagram

  在锁定的网络套接字上等待一些数据。

• sk_wait_data

  等待网络套接字上的一些数据。

• do_exit

  这是退出进程的最后一部分。do_exit()调用schedule()next 来安排另一个进程。当do_exit()被调用时，进程是一个ZOMBIE.

• do_wait

  一个进程被添加到调度程序等待队列中。

• pipe_wait, unix_stream_data_wait

  进程正在等待来自子进程的数据。例如，当您运行此类代码时，就会发生这种情况：

  echo | sleep 10 && echo hallo              # pipe
  

  或者

  cat < hello.c                              # unix data stream
  

• hrtimer_nanosleep

  进程正在休眠，使用hrtimer_nanosleep()方法。此方法可用于程序在特定时间间隔内休眠，精度为纳秒。

这些还不是全部，但我没有观察到其他任何情况。如果我错过了什么，请发表评论。

Answer 2

等待通道值是进程当前被阻塞的内核函数的名称。

该名称通常与系统调用相关，系统调用会有一个手册页。

• futex_wait_queue_me与futex相关。它指的是一种互斥锁（快速用户空间互斥），用于调度多个进程在一个处理器上工作。该状态表明您的进程已排队接收锁。²
• do_wait与wait相关。
• 等等。

如果你真的想要更详细的信息，你可以查看内核源代码。

如果你cat /proc/some_pid/stack在终端中输入，你会得到一些像这样的输出：

[<c0227f4e>] poll_schedule_timeout+0x3e/0x60
[<c022879f>] do_select+0x55f/0x670
[<c0228f40>] core_sys_select+0x140/0x240
[<c0229241>] sys_select+0x31/0xc0
[<c05c9cc4>] syscall_call+0x7/0xb
[<ffffffff>] 0xffffffff

在第一行，您会看到系统监视器上显示的内容。据我所知，poll_schedule_timeout表示您的进程正在等待某事。

它处理异步 I/O和轮询。

^{来源：1.进程等待通道（WCHAN）和警报？- 2. AskUbuntu 的回答}