嵌入式学习第二十天！（进程）

进程基本概念：

1. 进程：

程序：存放在外存中的一段数据组成的文件

进程：是一个程序动态执行的过程，包括进程的创建、进程的调度、进程的消亡

2. 进程相关命令：

1. top:

动态查看当前系统中的所有进程信息（根据CPU占用率排序）

PID：唯一识别进程的ID号（>0）

优先级：Linux系统中数据高，优先级高（-20 到 19）Windows系统中数值高，优先级高

进程状态：

R 运行态/就绪态

S 睡眠态/可唤醒等状态

D 不可唤醒等待态

T 暂停态

Z 僵尸态

X 结束态

q 退出

2. nice/renice:

nice：以指定优先级来运行进程

示例：

nice -n 优先级 要执行的集成任务

renice：重新设定一个正在运行的进程的优先级

示例：

renice -n 优先级 进程PID

3. kill/killall：

kill：杀死指定的进程任务

示例：

kill -9 进程PID

killall：杀死进程名对应的所有进程任务

示例：

killall -9 进程名

4. ps -ef：

查看当前时刻所有进程的信息

PPID：父进程的ID号

PID：子进程的ID号

ps -ef | grep a.out

5. pstree：

查看进程树关系

6. ps -aux：

查看当前时刻的进程信息

7. ../a.out &

将a.out任务放在后台执行

8. jobs：

查看一个终端下后台执行的所有任务

9. fg 编号：

将后台任务放到前台执行

3. 进程的创建：

32bits操作系统：

一个进程在运行时，操作系统会为该进程分配 0-4G 虚拟内存空间，分为文本段、数据段、系统数据段

文本段：

也称为文本区，存放代码和指令

数据段：

也称为数据区，可以细分为：

1. 字符串常量区

2. 为初始化全局变量/静态变量

3. 已初始化全局变量/静态变量

系统数据段：

包含堆区和栈区

4. 进程中虚拟地址和物理地址的关系

1. 0 - 4G虚拟内存空间只有一个

2. 实际物理地址中每个进程空间独立

3. 通过MMU内存映射单元，单一个进程执行时，将物理地址中的数据加载到虚拟地址中运行

5. 进程的调度：

1. 常见的调度算法：

1. 先来先执行、后来后执行

2. 高优先级调度算法

3. 时间片轮转调度算法

4. 多级队列后反馈调度算法

5. 负载均衡调度算法

时间片：

1. CPU在一个任务中的运行时间称为一个时间片

2. 宏观并行，微观串行

3. 进程的状态：

R 运行态、就绪态
S 睡眠态/可唤醒等待态
D 不可唤醒等待态
T 暂停态
Z 僵尸态
X 结束态

6. 进程相关函数接口：

1. 进程的创建

1. fork：

pid_t fork(void);

功能：创建一个子进程，新创建的进程称为原来进程的子进程，原来的进程称为新进程的父进程

参数：

void 缺省

返回值：

成功子进程返回0
父进程返回子进程的PID
失败返回-1

getpid：

pid_t getpid(void);

功能：获得调用进程的PID

getppid：

pid_t getppid(void);

功能：获得调用进程的PPID

练习：

创建一个父进程的2个子进程，子进程中打印自己的PID和父进程的PID，父进程中打印自己的PID和两个子进程的PID

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>int main(void)
{pid_t pid1;pid_t pid2;pid1 = fork();if(pid1 == -1){perror("fail to fork");return -1;}if(pid1 == 0){printf("chird process1: pid:%d, ppid:%d\n", getpid(), getppid());}else if(pid1 > 0){pid2 = fork();if(pid2 == -1){perror("fail to fork");return -1;}if(pid2 == 0){printf("child process2: pid:%d, ppid:%d\n", getpid(), getppid());}else if(pid2 > 0){printf("parent process: pid%d, child pid1:%d, child pid2:%d\n", getpid(), pid1, pid2);}}while(1){}return 0;
}

2. exit/_exit：

1. exit：

void exit(int status);

功能：

让进程结束

参数：

status：进程结束的状态

返回值：

缺省

exit在主函数中使用和return效果一致
exit会刷新缓存区

2. _exit：

void _exit(int status);

功能：

让进程直接结束

参数：

status：进程结束的状态

返回值：

缺省

7. 进程的消亡：

1. 僵尸进程：

进程代码执行结束，空间没有被回收，称为僵尸进程

2. 如何避免产生僵尸进程？

1. 让父进程先结束

2. 让父进程回收子进程空间

3. 孤儿进程：

进程的父进程先结束，此时该进程称为孤儿进程，被系统进程收养，进程再结束时，会被系统进进程空间

8. wait：

pid_t wait(int *wstatus);

功能：回收子进程空间

参数：

wstatus：存放子进程结束状态空间的首地址

返回值：

成功返回回收到的子进程PID
失败返回-1

1. wait函数具有阻塞功能

2. wait函数具有同步功能

WIFEXITED(wstatus)    //进程是否正常退出 WEXITSTATUS(wstatus)  //进程结束状态值WIFSIGNALED(wstatus)  //进程是否被信号杀死WTERMSIG(wstatus)     //获得杀死进程的信号编号

作业：

1.创建一个进程的9个子进程，子进程中打印自己的PID和父进程的PID，父进程中打印自己的PID和9个子进程的PID

#include "head.h"int main(void)
{pid_t pid[9] = {0};int i = 0;int stat = 0;for(i = 0; i < 9; i++){if(i == 0){pid[i] = fork();if(pid[i] == -1){perror("fail to fork");return -1;}}if(pid[i] == 0){printf("child pid[%d]:%d, ppid:%d\n", i, getpid(), getppid());exit(10);}else if(pid[i] > 0){pid[i+1] = fork();if(pid[i+1] == -1){perror("fail to fork");return -1;}wait(&stat);}if(i == 8 && pid[i+1] > 0){printf("parent pid: %d, ", getpid());for(int j = 0; j < 9; j++){if(pid[j] != 0)printf("child pid[%d]:%d ", j, pid[j]);if(j == 3){printf("\n");}}printf("\n");printf("\n");}}return 0;
}