Linux kernel 为什么Linux内核使用循环双链表来存储进程列表？

Linux内核将进程列表存储在循环双链接列表中，称为任务列表。背后的原因是什么？为什么使用循环双链接列表？使用此数据结构的优点是什么？创建者试图通过使用此数据结构实现什么？

灵活性，因此，如果您知道例如您正在搜索的内容可能已经过时，您可以使用

列表\u for\u each\u entry\u reverse

宏，而不是通常的正向宏

“在遍历整个列表时使用链表非常重要，并且需要动态添加和删除元素…使用这种类型的链表提供了最大的灵活性”

而且没有代码重复

“在过去，内核中有多个链表实现。需要一个强大的链表实现来删除重复代码。在2.1内核开发系列中，引入了官方的内核链表实现。”

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资料来源：罗伯特·洛夫。“Linux内核开发”（第三版）。p、 87-94在大多数情况下，根本不使用任务列表。内核通过线程信息结构中的指针（并通过堆栈指针到达后者）或通过当前任务的全局指针（ahem）到达任务结构

只有在需要遍历任务列表时（由于任务列表的长度可变，因此这是一种罕见且固有的低效操作，因此在大型计算机上它可以增长到数十万甚至数百万个条目），才会使用链表。在这种情况下，可以方便地从列表中的任何一点开始，然后继续，直到回到开始的位置（即循环列表）。为什么它是双重链接的，我不确定，但我想链接只会在一个已经很大的结构上增加几个字节，而且以任何一种方式遍历它的灵活性都是值得的。

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编辑：事实上，正如@thrig在另一个答案中指出的，原因是内核中有一个人人都使用的链表实现（没有奇怪的错误，因为有人使用了自己的），而这恰好是一个双链表实现，正是因为它的一些用户需要灵活性。

以某种形式列出对象（如进程）的原因是，有时内核需要枚举所有这些对象，即依次遍历每个对象。这意味着必须有一种方法来查找此类型的所有对象。如果可以一次创建和删除一个对象，那么链表是最简单的解决方案

列表需要双重链接才能支持删除对象。删除对象时，代码需要更新指向该对象的所有指针。因此，对象需要包含一个指向指向它的所有其他对象的指针（或者至少需要有一个从对象本身开始的指针链）。对于单链表，从a中删除B→B→C、 除了遍历所有对象直到找到正确的对象，没有办法发现需要更新其指针的对象。使用双链接列表，从a中删除B↔B↔C、 将指针从B指向A，并将A指向B的指针改为指向C，同样地，C也是如此。

As， 有时内核需要循环所有进程 （例如，在处理

kill（-1，sig）

时， 它向每个进程发送

sig

呼叫进程有权发送信号， 过程1除外-请参阅） 我已经很久没有看这个代码了； 但是，在Unix的早期版本中，进程表是一个数组- 一些固定数量的连续

proc

结构 （有时称为“进程槽”）。例如， “查看所有流程”循环可能看起来像这样：

for (i = 0; i < PROC_MAX; i++) // This would probably really have started with i = 1 { // so as not to look at proc[0], i.e., PID 1. if (proc[i].flags & IS_AN_ACTIVE_PROCESS) do something with the process } 对于（i=0；iPROC\u MAX（可能有数千个） 处理插槽只是为了找到其中包含实际进程的插槽- 可能是一个小得多的数字 将流程放入链接列表中 允许内核对每个进程执行某些操作 无需搜索一个空洞的过程表

此外，如果所有内容都与链表联系在一起， 拥有一个动态调整大小的流程表是可行的 如果/当初始默认静态进程表已满， 只需分配更多（非连续）内存并将它们链接在一起

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附言。 我相信可能有多个流程列表：

• 一个整体,
• 一个用于可运行（处于“运行”状态）的进程
• 一个用于当前实际运行的进程 在（至少）一个处理器上
• 一个用于等待事件的进程 （例如，完成I/O请求）
• 等等

在黑暗时代（30年前），每当用户按下Enter键 （当时称为返回）， 内核可能不得不进行搜索 通过1000个条目的长进程表

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查找等待tty输入的进程。

因此，您的第一段说，如果您知道您感兴趣的进程，您不需要使用进程列表来访问它。  比如说，如果一个朋友告诉你他的电话号码，你不需要在电话簿上查他就可以给他打电话。  这对我来说似乎微不足道。  我是否遗漏了更深层次的含义？@G-Man：关键是，与数组相比，迭代链表的速度较慢，因此重要的是，大多数任务的访问都不是通过此数据结构进行的。负载