task_struct-PCB的一种

一、PID

1、ps/top/proc查看进程

2、kill-9 PID 杀死进程

3、getpid/getppid

ps等指令是外部程序，而PID是每个PCB中的属性，即ps会遍历PCB结构体所在的数据结构

又因为PCB为OS创建的，内核不能让用户之间访问，就需要提供getpid接口，使得用户能够方便的获取进程的pid。

写一个观察PID的程序

再写一个观测其属性的脚本程序

运行后如下：

PID为20626，两边一致。

4、为什么pid变化ppid不变？

每次结束进程重启时，PID会更新，为什么PPID不会更新呢？

每次要创建进程时，bash不自己去做，而是创建一个子进程，让子进程去完成。

二、利用fork创建进程

fork分叉、分流，创建子进程，变为两个执行流。

使用fork函数可以创建一个子进程

return value：

成功时有2个返回值，怎么解释？

几个问题

1、为什么fork给子进程返回0，给父进程返回子进程的PID？

1、为什么分别给父子进程返回2个值？

2、为什么父进程是PID，子进程是0？

为了便于后续父进程通过子进程PID来控制子进程

2、一个函数怎样做到返回2次？

3、一个变量为什么会有不同的内容？

父子进程共享代码，但数据是独立的。

即各自有一个相应的变量数据存储返回值。return为写入

父进程return直接写入，子进程return则会写时拷贝

为了节省资源，父子进程之间采用 数据层面上的写时拷贝。

4、fork函数内部做了什么？

5、父子进程谁先运行？

由调度器决定，用户无法影响。

调度器保证   各个进程之间被公平调度。

应用：bash中调用fork创建子进程，用子进程完成相关工作

三、进程状态

(一)、操作系统学科中

1、运行态：

task_struct结构体对象放在运行队列中，对象内部有一个时间片，使得各个进程之间的运行可以及时切换，例如10ms一次，从而实现在某一时间段内的并发运行。

大量将进程拿上、拿下CPU的操作叫做进程切换。

2、阻塞态：

每个设备都有自己的结构体对象，自己的等待队列

进程在等待队列中等待硬件就绪，就绪后移入运行队列中（唤醒进程）

3、(阻塞)挂起状态：

内存代码和数据的换入、换出（内存<-->磁盘）

一个进程只有在被CPU调度时是需要其代码和数据的，在运行、等待队列中的进程的代码和数据会占用大量内存空间，而起到排队作用的仅仅是其task_struct结构体对象，因此可以暂时将代码和数据换出内存，仅保留task_struct结构体对象，此时称为挂起状态。      

(二)、Linux系统中 

"R (running)", /* 0 */
"S (sleeping)", /* 1 */
"D (disk sleep)", /* 2 */
"T (stopped)", /* 4 */
"t (tracing stop)", /* 8 */
"X (dead)", /* 16 */
"Z (zombie)", /* 32

 1、S状态

死循环时为S+状态，一直进行while判断时为R+状态。

原因：有printf时（或scanf），存在IO，会等待“屏幕”（云服务器不在本地，printf是将数据放在网络中传输，所以需要时间，即为等待        ）这个外设就绪S状态相当于之前的阻塞态

无printf时，没有IO，一直进行判断，R为运行态

带+的为前台进程，ctrl+c即可杀掉，普通的R为后台进程，通过kill -9+PID杀掉

2、D状态(高IO状态)

disk sleep 深度睡眠  sleeping 浅度睡眠（可以被唤醒）  OS、用户都不能杀死该D进程

不响应任何请求

D状态比较少见，一般出现时（被用户察觉  ms或s状态），此时OS已经快没有空间了

3、T/t状态stop

进程暂停和继续

kill -18   kill -19

问题：stop和sleep状态的区别？

S-sleep一定是在等待某种资源就绪

t-stop可能在等待资源，也可能正在被其它进程控制。

例如：gdb调试时，可以控制进程，使其被暂停在t状态

4、Z(zombie)状态

一个进程退出后，不会立马回收，先保持一段时间Z状态，维护一段时间的进程信息(需要父进程来查看)

然后才进入X状态，然后OS进行资源回收

僵尸进程的PCB不被释放，就会一直占用内存空间，导致内存泄漏。

解决方法：父进程waitpid,后面细说。

5、孤儿进程:

1号init进程

特别的：如果存在僵尸进程，其父进程在回收之前退出，会自动被OS领养，OS判断其为僵尸进程，直接回收。

注意：是OS领养根据内核信息领养，不是bash等领养，它们不知道“孙子进程的相关信息”