Linux学习_进程

1.进程

概念:
程序的一个执行实例,正在执行的程序等,担当分配系统资源(CPU时间,内存)的实体,进程=PCB+自己的代码和数据

PCB:
进程信息被放在一个叫做进程控制块的数据结构中,可以理解为进程属性的集合,task_structLinux内核的一种描述进程的数据结构,它会被装载到RAM(内存)里并且包含着进程的信息

task_struct内容
标示符:
描述本进程的唯一标示符,用来区别其他进程
状态 : 任务状态,退出代码,退出信号等
优先级 : 相对于其他进程的优先级
程序计数器 : 程序中即将被执行的下一条指令的地址
内存指针 : 包括程序代码和进程相关数据的指针,还有和其他进程共享的内存块的指针
上下文数据 : 进程执行时处理器的寄存器中的数据 [ 休学例子,要加图 CPU ,寄存器 ]
I O 状态信息 : 包括显示的 I/O 请求 , 分配给进程的 I O 设备和被进程使用的文件列表
组织进程:
可以在内核源代码里找到它。所有运行在系统里的进程都以 task_struct 链表的形式存在内核里
查看进程:
进程的信息可以通过 /proc/进程pid  系统文件夹查看

fork函数:
fork有两个返回值,父子进程代码共享,数据各自开辟空间,私有一份(采用写时拷贝)

进程的动态运行:
只要我们的进程task_struct在不同的队列中,就可以访问不同的资源,调度运行进程本质就是让进程控制块PCB(task_struct)进行排队

进程的状态:
R运行状态(running: 并不意味着进程一定在运行中,它表明进程要么是在运行中要么在运行队列里
S睡眠状态(
sleeping): 意味着进程在等待事件完成(这里的睡眠有时候也叫做可中断睡眠
D磁盘休眠状态(Disk sleep): 有时候也叫不可中断睡眠状态(uninterruptible sleep),在这个状态的进程通常会等待IO的结束
T停止状态(
stopped): 可以通过发送 SIGSTOP 信号给进程来停止(T)进程。这个被暂停的进程可以通过发送 SIGCONT 信号让进程继续运行
X
死亡状态(dead): 这个状态只是一个返回状态,你不会在任务列表里看到这个状态

查看进程状态:
ps aux / ps axj 命令

2.僵尸进程

概念:
僵死状态(Zombies)是一个比较特殊的状态。当进程退出并且父进程没有读取到子进程退出的返回代码(wait函数)时就会产生僵死(尸)进程,僵死进程会以终止状态保持在进程表中,并且会一直在等待父进程读取退出状态代码,所以,只要子进程退出,父进程还在运行,但父进程没有读取子进程状态,子进程进入Z状态

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{pid_t id = fork();if(id < 0){perror("fork");return 1;}else if(id > 0){ //parentprintf("parent[%d] is sleeping...\n", getpid());sleep(30);}else{printf("child[%d] is begin Z...\n", getpid());sleep(5);exit(EXIT_SUCCESS);}return 0;
}
僵尸进程危害:
进程的退出状态必须被维持下去,因为他要告诉关心它的进程(父进程),你交给我的任务,我办的怎么样了。可父进程如果一直不读取,那子进程就一直处于Z 状态
维护退出状态本身就是要用数据维护,也属于进程基本信息,所以保存在 task_struct(PCB) 中,换句话说,Z 状态一直不退出, PCB 一直都要维护
那一个父进程创建了很多子进程,就是不回收,因为数据结构对象本身就要占用内存,就会造成内存资源的浪费
会导致内存泄漏,但是因为直接在命令行中启动的进程的父进程是bash,bash会自动回收该进程

3.孤儿进程

概念:
父进程先退出,子进程就称之为孤儿进程”,这时候子进程就会被1init进程领养并进行回收

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{pid_t id = fork();if(id < 0){perror("fork");return 1;}else if(id == 0){//childprintf("I am child, pid : %d\n", getpid());sleep(10);}else{//parentprintf("I am parent, pid: %d\n", getpid());sleep(3);exit(0);}return 0;
}

4.进程优先级

概念:
cpu资源分配的先后顺序,就是指进程的优先权(priority),优先权高的进程有优先执行权利。配置进程优先权对多任务环境的linux很有用,可以改善系统性能。还可以把进程运行到指定的CPU上,这样一来,把不重要的进程安排到某个CPU,可以大大改善系统整体性能,操作系统关于调度和优先级的原则:分时操作系统

查看系统进程:
linux或者unix系统中,用ps –l命令则会类似输出以下几个内容:

UID : 代表执行者的身份
PID : 代表这个进程的代号
PPID :代表这个进程是由哪个进程发展衍生而来的,亦即父进程的代号
PRI :代表这个进程可被执行的优先级,其值越小越早被执行
NI :代表这个进程的 nice
PRI and NI
PRI 也还是比较好理解的,即进程的优先级,或者通俗点说就是程序被 CPU 执行的先后顺序,此值越小进程的优先级别越高
NI 就是我们所要说的 nice 值了,其表示进程可被执行的优先级的修正数值
PRI 值越小越快被执行,那么加入 nice 值后,将会使得 PRI 变为: PRI(new)=PRI(old)+nice 这样,当nice 值为负值的时候,那么该程序将会优先级值将变小,即其优先级会变高,则其越快被执行,所以,调整进程优先级,在Linux 下,就是调整进程 nice 值nice其取值范围是 -20 19 ,一共 40 个级别

,需要强调一点的是,进程的nice值不是进程的优先级,他们不是一个概念,但是进程nice值会影响到进程的优先级变化。可以理解nice值是进程优先级的修正修正数据

5.环境变量

概念:
环境变量
(environment variables)一般是指在操作系统中用来指定操作系统运行环境的一些参数,环境变量默认是在配置文件中的,在bash中,这些文件是bashrc和bash_profile

环境变量通常是具有全局属性的:环境变量通常具有全局属性,可以被子进程继承下去

常见的环境变量:
PATH : 指定命令的搜索路径
HOME : 指定用户的主工作目录
(即用户登陆到Linux系统中时,默认的目录)
SHELL : 当前
Shell,它的值通常是/bin/bash

查看环境变量方法:
echo $NAME //NAME:你的环境变量名称

环境变量相关的命令:
1. echo: 显示某个环境变量值
2. export: 设置一个新的环境变量
3. env: 显示所有环境变量
4. unset: 清除环境变量
5. set: 显示本地定义的
shell变量和环境变量

获取环境变量:
1.命令行第三个参数

#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[], char *env[])
{int i = 0;for(; env[i]; i++){printf("%s\n", env[i]);}return 0;
}

2.通过第三方变量environ获取,libc中定义的全局变量environ指向环境变量表,environ没有包含在任何头文件中,所以在使用时 要用extern声明

#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{extern char **environ;int i = 0;for(; environ[i]; i++){printf("%s\n", environ[i]);}return 0;
}

环境变量表:
bash进程启动的时候,默认会给子进程创建argv[]命令行参数表和env[]环境变量表,这两张表可以交给该进程的子进程,argv[]命令行参数表是用户命令行输入的,env[]环境变量表从OS配置文件中来

命令行参数表:
命令行参数本质:该参数是给程序的不同选项,用来定制不同的程序功能,命令中会有很多的选项

命令行中启动的程序都是bash的子进程

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