Linux学习-进程

进程基本概念

进程相关命令

进程的创建

进程的调度

进程相关函数接口

进程的消亡

实例：创建九个子进程

进程基本概念

进程相关命令

进程的创建

进程的调度

进程相关函数接口

进程的消亡

实例：创建九个子进程

exec函数族

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

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）
NI优先级:Linux系统中数值低,优先级高（-20 - 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/可唤醒等待态
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
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
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

ps -ef | grep a.out 通过管道将前面命令的输出作为面命令的输入

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

进程的创建

32bits：

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.未初始化全局变量/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（大概几G）：1，程序员手动管理，空间要自己malloc和free

2，堆的增长方向是自低向高

栈区（基本就是8MB）：1，局部变量存放在栈区

2，未经初始化的随机值

3，代码执行到变量定义的时候开辟空间

4，超过变量作用域回收空间

5，栈的增长方向自高向低

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

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

进程相关函数接口

1.进程的创建
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

父进程调用fork创建子进程,子进程拷贝父进程的文本段、数据段、系统数据段，除了内核不拷贝。

宏观并行，微观是切换进行，具体根据情况。

getpid
pid_t getpid(void);
功能:
获得调用进程的PID号

getppid
pid_t getppid(void);
功能:
获得调用进程的PPID，获得父进程的PID

2.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

_exit
void _exit(int status);
功能:
让进程直接结束，不会刷新缓存区。
参数:
status:进程结束的状态
返回值:
缺省

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,会被系统进程回收进程空间

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

实例：创建九个子进程

exec函数族

extern char **environ;

int execl(const char *path, const char *arg, ...
/* (char *) NULL */); ：
int execlp(const char *file, const char *arg, ...
/* (char *) NULL */);
int execle(const char *path, const char *arg, ...
/*, (char *) NULL, char * const envp[] */);
int execv(const char *path, char *const argv[]);
int execvp(const char *file, char *const argv[]);
int execvpe(const char *file, char *const argv[],
char *const envp[]);

执行结束子程序整个代码也会结束。

功能:
利用进程空间执行另外一份代码

l:参数以列表形式传递
v:参数以指针数组形式传递
e:更新环境变量
p:在系统指定目录下查找文件

getenv
char *getenv(const char *name);
功能：
获得环境变量名对应的值，也就是平时的PATH

setenv
int setenv(const char *name, const char *value, int overwrite);
功能:
设置环境变量的值
参数：
name:环境变量名
value:环境变量的值
overwrite:非0 覆盖
0 不覆盖
返回值：
成功返回0
失败返回-1