1、进程

1.1什么是进程：进行中的程序（正在运行中的程序）-process过程

        程序的一次执行过程 - 进程

        hello.c --  程序源代码

        a.out   --  可执行程序

1.2程序和进程的关系：

        程序<------>进程

1.3进程怎么来的：

        程序->加载到内存（运行起来了）-->进程

1.4总结：

进程 ---动态---内存

程序---静态----硬盘

1个程序可以对应一个或多个进程

1.5为什么需要进程

时间片轮转

若要保存上次程序运行到哪了，则需记录-程序的执行状态

则需要进程这个概念了

描述和记录，正在运行中的程序的相关信息。

进程的调度（操作系统，上下文的切换）（让它看起来程序在并发运行，其实每个程序只能运行一小会，且（单核）cpu每次只执行一个程序）

进程的执行特点：微观串行，宏观并行。

最核心的目的：提高效率。

1.6进程的组成：

1、

程序 = 代码 + 数据

bss --- 未初始化的数据 |

data --- 初始化了的数据 | 静态区 | ---数据

text --- 正文段(代码段)

bss -- 未初始化                                                                栈

----                                                                                    堆

data -- 已初始化      --------------./a.out------------>              bss

----                                                                                    data                                           

text -- 代码段                                                                   text

//linux系统下，程序的内存布局                                        //进程的实体

栈

堆

静态区

字符串常量区

代码段  //c语言标准的内存布局

进程 -----

pcb---是一个结构体    Process Control Block

进程 = pcb块 + 各个段（栈 | 堆 | bss | data | text）

1.7进程的生命周期：

通用三态模型：

linux系统下的状态模型：

1.8观察进程的命令：

1、top命令  ：观察进程  //类似任务管理器

2、ps

man ps /state

进程状态代码：

D    uninterruptible sleep (usually IO)
R    running or runnable   (on run queue) ---就绪队列中
S    interruptible sleep   (waiting for an event to complete)
T    stopped(暂停态), either by a job control signal or because it is being traced.
*W    paging (not valid since the 2.6.xx kernel)
*X    dead (should never be seen)Z    defunct ("zombie") process, terminated but not reaped(收尸) by its parent.

查看进程相关信息

1.就绪态、运行态 R

2.睡眠态、等待态

        可唤醒等待态 S

        不可唤醒等待态 D

3.停止态 T

4.僵尸态 Z

5.结束态

ps aux | grep 进程名 (pid号)  //当前进程的id号 及 状态

此命令可以察看所有同名文件

ps -eLf | grep 进程名 (pid号)   //可查看父进程id号

ppid（parent  process id）//父进程id

3、pstree

pstree -sp id号 //是两个命令合起来 {pid号(如果不写表示查看全部的)}

查看进程关系

init(1) （1号进程最早出现的一个进程）---- gnome-terminal(xxxx)----bash(xxxx)

4、kill

kill PID

kill 信号编号（-数字） 进程ID

发送信号+PID对应的进程，默认接收者关闭

kill -9 进程PID号 //杀死程序

kill -l //查看信号列表

killall 信号编号 程序名字

5、 fork（）

        pid_t fork()；      叉子
    一次调用，会返回两次。
    子进程先运行和是父进程先进程，顺序不确定。
    变量不共享。
    
    子进程复制父进程的0到3g空间和父进程内核中的PCB，但id号不同。
    
    功能：通过该函数可以从当前进程中克隆一个同名新进程。
          克隆的进程称为子进程，原有的进程称为 父进程。
          子进程是父进程的完全拷贝。
          子进程的执行过程是从fork函数之后执行。
          
          子进程与父进程具有相同的代码逻辑。

    返回值：int 类型的数字。
            在父进程中：成功 返回值是子进程的pid号 >0
                        失败 返回-1；
            在子进程中：成功 返回值 0
                        失败 无

代码示例：

int main()
{pid_t pid = fork();if(pid < 0){perror("fork fail");return -1;}if(pid >0 ){printf("father---\n");}else if (pid == 0 ){printf("child---\n");}
}

输出：

代码解释：

 父子进程独立操作。

练习：

1、父子进程都死循环。

        a.结束父进程，查看当前系统中父子进程的状态

        b.结束子进程，查看当前系统中父子进程的状态

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>int main(int argc, const char *argv[]){pid_t pid = fork();if(pid < 0){perror("fork fail");return -1;}if(pid >0 ){while(1){printf("father---\n");}                                                                                    }else if (pid == 0 ){while(1){printf("child---\n");}}return 0;}                                                                  

 a.结束父进程    //子进程成为后台进程，孤儿进程 --- 子进程还在，父进程不在。(init收养子进程。以前的版本)

b.结束子进程   //子进程结束，父进程还在 父进程没有去收尸 ---子进程呈僵尸态，若此时结束父进程，则子进程的实尸体被系统收养，但系统发现子进程已死则直接销毁回收，不然僵尸态（户口信息）会占用内存。

 2、

自己分别定义一个 static的变量 static int a = 0; 全局变量 int b = 1; 堆区 int *p = (int *)malloc(sizeof(int)); *p = 2; (做修改)父进程中 做加1的操作 ，子进程中做加2的操作 分别打印，查看效果！ 同时可以查看一下父子进程的关系(pstree) 父子进程的状态！

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>int b = 1;int main(int argc, const char *argv[])
{static int a = 0;int *p = (int *)malloc(sizeof(int));*p = 2;pid_t pid = fork();if(pid < 0){perror("fork fail");return -1;}//父进程独立代码while(1){if(pid > 0){printf("father a = %d\n",a++);printf("father b = %d\n",b++);printf("father p = %d\n",(*p)++);}//子进程独立代码else if(pid == 0){printf("child a = %d\n",a++);printf("child b = %d\n",b++);printf("child p = %d\n",(*p)++);}sleep(1);}return 0;
}

   父子进程之间不会影响，谁先运行的顺序由操作系统决定，尽可能公平、高效

 

3、面试题：

一次fork生成几个进程？ 

他们之间的关系是什么样的？ //生成1个一共有两个

如果两次fork同时前后执行，会生成几个进程？ //共有（4）个进程

他们之间的关系如何表示，

有多少个子进程，

有没有孙进程？有

4、fork（）&&fork（）|| fork（） 总共有几个进程？

有5个进程

5、

fork（）；

fork（）；

fork（）；  一共有几个进程？  //  2^n个进程

 6、动态生成子进程，并打印输出各自进程的pid号

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>int main(int argc, const char *argv[]){pid_t pid = fork();if(pid < 0){perror("fork fail");return -1;}if(pid >0 ){while(1){printf("father---%d\n",getpid());}                                                                                    }else if (pid == 0 ){while(1){printf("child---%d\n",getpid());}}return 0;}