c++ namespace和linux namespace

Namespaces命名空间

wikepedia定义:In general, a namespace is a container for a set of identifiers (also known as symbolsnames).[1][2] Namespaces provide a level of direction tospecific identifiers, thus making it possible to distinguish between identifierswith the same exact name. For example, a surname could be thought ofas a namespace that makes it possible to distinguish people who have the samegiven name. In computerprogramming, namespaces are typically employed for the purpose ofgrouping symbols and identifiers around a particular functionality.

一、c++中的namespace

C++语言中,命名空间使用namespace来声明,并使用{ }来界定命名空间的作用域。命名空间可以是全局的,也可以位于另一命名空间之中;但不能在类和代码块之中。按照是否有名字,可分为有名字的命名空间与无名命名空间。可以多次声明和定义同一命名空间,每次给这一命名空间添加新成员。编译器自动合并这些同名的命名空间。

简单示例:

二、linux中的namespaces机制:

Linux Namespace是Linux提供的一种OS-level virtualization的方法。目前在Linux系统上实现OS-level virtualization的系统有Linux VServer、OpenVZ、LXC Linux Container、Virtuozzo等,其中Virtuozzo是OpenVZ的商业版本。以上种种本质来说都是使用了Linux Namespace来进行隔离。

每个进程的命名空间都抽象成一个nsproxy指针,共享同一个命名空间的进程指向同一个指针,指针的结构通过引用计数(count)来确定使用者数目。目前Linux系统实现的命名空间子系有UTS、IPC、MNT、PID以及NET网络子模块。

Linux/include/linux/sched.h中struct task_struct中找到对应的namespace结构:

struct task_struct {
...
    struct nsproxy *nsproxy;
...
};

// nsproxy是每个进程自己的namespace结构

Linux/include/linux/nsproxy.h中找到具体的namespace结构:

struct nsproxy {
    atomic_t count;
    struct uts_namespace *uts_ns;
    struct ipc_namespace *ipc_ns;
    struct mnt_namespace *mnt_ns;
    struct pid_namespace *pid_ns;
    struct net          *net_ns;
};
extern struct nsproxy init_nsproxy;

Linux系统命名空间的UTS、IPC、MNT、PID以及NET网络子模块相关定义分别在一下文件中:在Linux/include/linux/utsname.hLinux/include/linux/ipc_namespace.hLinux/include/linux/mnt_namespace.hLinux/include/linux/pid_namespace.hLinux/include/net/net_namespace.h

三、下面简单分析linux中PID命名空间(namespace)

linux通过命名空间管理进程pid,对于同一进程(同一个task_struct),在不同的命名空间中,看到的pid号不相同,每个pid命名空间有一套自己的pid管理方法,所以在不同的命名空间中调用getpid(),看到的pid号是不同的。

PID是命名空间中较为复杂的模块,因为PID命名空间是有层次的,在高层次命名空间能看到低命名空间信息,反之不行。

pid namespace原理:

PID层次化命名空间结构图:

注解:进程在不同命名空间有不同的数据表示,获取一个进程信息进程号和空间信息才能唯一确定一个进程。

Linux/include/linux/pid_namespace.h

注释:

child_reaper指向的进程相当于全局命名空间的init进程,其中一个重要目的是对孤儿进程进行回收;

level记录该pid namespace的深度;

*parent记录父pid namespace。

Linux/include/linux/pid.h

注释:

nr表示命名空间中的标示;

*ns表示命名空间;

即在*ns命名空间的pid是nr;

pid_chain系统所有的upid通过pid_chain挂在同一个全局链表里;

count表示应用次数;

level表示这个pid深度;

tasks表示一个pid可能对应多个task_struct;

numbers表示一个task_struct在每一个namespace的id,number[0]表示最顶层的namespace,level = 0,number[1]表示level =1。

PID命名空间在进程中的整体位置:

简单示例:

示例结果:

注:关于linux的namespace机制只了解皮毛,还有很多东西需要继续学习。

时间: 2024-07-30 10:06:49

c++ namespace和linux namespace的相关文章

Docker之Linux Namespace

Linux Namespace 介绍 我们经常听到说Docker 是一个使用了Linux Namespace 和 Cgroups 的虚拟化工具,但是什么是Linux Namespace 它在Docker内是怎么被使用的,说到这里很多人就会迷茫,下面我们就先介绍一下Linux Namespace 以及它们是如何在容器里面使用的. 概念 Linux Namespace 是kernel 的一个功能,它可以隔离一系列系统的资源,比如PID(Process ID),User ID, Network等等.一

Docker基础技术:Linux Namespace(上)

导读 时下最热的技术莫过于Docker了,很多人都觉得Docker是个新技术,其实不然,Docker除了其编程语言用go比较新外,其实它还真不是个新东西,也就是个新瓶装旧酒的东西,所谓的The New “Old Stuff”.Docker和Docker衍生的东西用到了很多很酷的技术,我会用几篇 文章来把这些技术给大家做个介绍,希望通过这些文章大家可以自己打造一个山寨版的docker.先从Linux Namespace开始. 简介 Linux Namespace是Linux提供的一种内核级别环境隔

理解Docker(3):Docker 使用 Linux namespace 隔离容器的运行环境

1. 基础知识:Linux namespace 的概念 Linux 内核从版本 2.4.19 开始陆续引入了 namespace 的概念.其目的是将某个特定的全局系统资源(global system resource)通过抽象方法使得namespace 中的进程看起来拥有它们自己的隔离的全局系统资源实例(The purpose of each namespace is to wrap a particular global system resource in an abstraction th

Docker 基础技术:Linux Namespace(下)

导读 在Docker基础技术:Linux Namespace(上篇)中我们了解了,UTD.IPC.PID.Mount 四个namespace,我们模仿Docker做了一个相当相当山寨的镜像.在这一篇中,主要想向大家介绍Linux的User和Network的Namespace User Namespace User Namespace主要是用了CLONE_NEWUSER的参数,使用了这个参数后,内部看到的UID和GID已经与外部不同了.默认情况下容器没有的UID,系统自动设置上了最大的UID655

《自己动手写Docker》书摘之一: Linux Namespace

Linux Namespace 介绍 我们经常听到说Docker 是一个使用了Linux Namespace 和 Cgroups 的虚拟化工具,但是什么是Linux Namespace 它在Docker内是怎么被使用的,说到这里很多人就会迷茫,下面我们就先介绍一下Linux Namespace 以及它们是如何在容器里面使用的. 概念 Linux Namespace 是kernel 的一个功能,它可以隔离一系列系统的资源,比如PID(Process ID),User ID, Network等等.一

理解Docker(3):Docker 容器使用 Linux namespace 进行运行环境隔离

本系列文章将介绍Docker的有关知识: (1)Docker 安装及基本用法 (2)Docker 镜像 (3)Docker 容器的隔离性 - 使用 namespace 进行环境隔离 (4)Docker 容器的隔离性 - 使用 cgroups 进行资源隔离 (4)Docker 容器的网络 (5)Docker 容器的存储 1. 基础知识:Linux namespace 的概念 Linux 内核从版本 2.4.19 开始陆续引入了 namespace 的概念.其目的是将某个特定的全局系统资源(glob

Docker基础技术:Linux Namespace(下)

在 Docker基础技术:Linux Namespace(上篇)中我们了解了,UTD.IPC.PID.Mount 四个namespace,我们模仿Docker做了一个相当相当山寨的镜像.在这一篇中,主要想向大家介绍Linux的User和Network的Namespace. 好,下面我们就介绍一下还剩下的这两个Namespace. User Namespace User Namespace主要是用了CLONE_NEWUSER的参数.使用了这个参数后,内部看到的UID和GID已经与外部不同了,默认显

Docker 基础技术之 Linux namespace 详解

Docker 是"新瓶装旧酒"的产物,依赖于 Linux 内核技术 chroot .namespace 和 cgroup.本篇先来看 namespace 技术. Docker 和虚拟机技术一样,从操作系统级上实现了资源的隔离,它本质上是宿主机上的进程(容器进程),所以资源隔离主要就是指进程资源的隔离.实现资源隔离的核心技术就是 Linux namespace.这技术和很多语言的命名空间的设计思想是一致的(如 C++ 的 namespace). 隔离意味着可以抽象出多个轻量级的内核(容器

Linux Namespace : UTS

UTS namespace 用来隔离系统的 hostname 以及 NIS domain name.UTS 据称是 UNIX Time-sharing System 的缩写. hostname 与 NIS domain name hostname 是用来标识一台主机的,比如登录时的提示,在 Shell 的提示符上,都可以显示出来,这样的话,使用者可以知道自己用的是哪台机器.比如下图中的 [email protected]: nick 是用户名,而 tigger 就是主机的 hostname.我们