Linux学习-进程

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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

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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