[linux]--关于进程概念（下）

孤儿进程

环境变量

将程序放到PATH路径下

设置PATH环境变量

我们上一篇讲了僵尸进程，知道如果子进程退出没有给到父进程返回码，子进程就会被系统维护，一直处于僵尸状态Z，那么，如果是我们的父进程提前退出了而不是休眠，子进程再退出，陷入Z状态，有没有处理方案呢？

孤儿进程

父进程如果提前退出，那么子进程后退出，进入Z之后，那该如何处理呢？

父进程先退出，子进程就称之为“孤儿进程”

孤儿进程被1号init进程领养，当然要有init进程回收喽。

#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){//child
        printf("I am child, pid : %d\n", getpid());
        sleep(10);
    }else{//parent
        printf("I am parent, pid: %d\n", getpid());
        sleep(3);
        exit(0);
    }
    return 0;
}

这段命令是一个简单的 Bash 脚本，让我来逐步解释一下：

while :; do ... done：这是一个无限循环结构，其中 : 表示一个永远返回 true 的条件，因此这个循环会无限执行。

ps axj | grep mytest | grep -v grep：这部分命令的作用是通过 ps 命令查看当前系统中所有进程的状态，并使用 grep 命令过滤出包含 "mytest" 字符串的进程。第二个 grep -v grep 的作用是去除含有 "grep" 字符串的行，避免误判。

sleep 1：这是让脚本暂停 1 秒，然后再继续执行下一次循环。

echo "##########"：输出一行 ##########，用来做分隔符或者标记输出结果。

作用是不断地检查系统中是否存在名为 "mytest" 的进程，每隔 1 秒输出一次检查结果，并用分隔符标记不同的输出

也就是说，当我们的父进程先退出了，操作系统会把子进程接管过来，避免产生内存泄漏。

跟上一篇讲的僵尸进程的原理是差不多的，只是父进程的状态差异。

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如：我们在编写C/C++代码的时候，在链接的时候，从来不知道我们的所链接的动态静态库在哪里，但是照样可以链接成功，生成可执行程序，原因就是有相关环境变量帮助编译器进行查找。环境变量通常具有某些特殊用途，还有在系统当中通常具有全局特性

怎么理解呢，我们linux下通常来讲就是一堆堆的文件，指令还有函数这些，都是一个个的文件，我们yum install从远程服务端口下载的指令，比如tree，也是被放在了系统下的一个路径里面

我给大家看一下，比如ls

一般来说系统级的指令都在/usr/bin路径下，大家可以自己看一下

所以说，我们的指令其实是一个个的文件，包括我们的下载的指令，那么，这跟环境变量有什么关系呢，环境变量，就是在我们的linux下，查找我们的指令以及文件所在的路径，然后给到操作系统去运行

常见环境变量

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

我们先写个简单的代码看看path的作用

#include <stdio.h>

int main()

{

printf("hello world!\n");

return 0;

}

我们看看./hello 执行和直接 hello执行的区别

这里的报错是因为path没有找到我们文件的路径，在我们平时运行的时候，我们都是./加文件名运行的，而ls，touch这些指令则是可以直接运行

这是因为我们的path是系统的环境变量，而这些指令保存在我们的path环境变量下，path通过路径寻找到我们对应的指令，然后执行这个指令文件的功能，按照这个说法，我们的文件也是可以直接运行的，只要我们能够加载到path指定的路径下。

大家有兴趣自己试一下，我装了半天，电脑有点小问题

将我们的程序所在路径加入环境变量PATH当中, export PATH=$PATH:hello程序所在路径

echo $PATH查看我们的路径是否包含在下面

对比./hello执行和之间hello执行

为什么有些指令可以直接执行，不需要带路径，而我们的二进制程序需要带路径才能执行？将我们的程序所在路径加入环境变量PATH当中, export PATH=$PATH:hello程序所在路径

还有什么方法可以不用带路径，直接就可以运行呢？

将程序放到PATH路径下

第一种方法就是将我们自己的程序放到PATH中的路径中去，这样在shell输入hello时，也能找到，例如我们将其放在/bin目录下：
$ hello
hello world
$ whereis hello
hello: /bin/hello
也就是说，如果你的程序安装在了PATH指定的路径，就需要配置PATH环境变量，在命令行输入就可以直接找到了。

设置PATH环境变量

那么如果想在指定的目录能够直接运行呢？很简单，那就是添加环境变量，例如将当前路径加入到PATH中：
$ PATH=$PATH:./   #这种方式只在当前shell有效，所有shell生效可修改/etc/profile文件
$ hello
hello world
设置别名

例如：
$ alias hello="/temp/hello"
$ hello
hello world
以上三种方法都可以达到目的。

测试HOME

1. 用root和普通用户，分别执行 echo $HOME ,对比差异

2.执行 cd ~; pwd ,对应 ~ 和 HOME的关系

我们可以看到，两个其实是差不多的，取决于你在哪个用户环境下使用而已。

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

环境变量的组织方式

每个程序都会收到一张环境表，环境表是一个字符指针数组，每个指针指向一个以’\0’结尾的环境字符串

通过代码如何获取环境变量

命令行第三个参数（就是环境参数）

#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;
}

通过第三方变量environ获取，指向我们的环境表，相当于二级指针

#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;
}

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。

通过系统调用获取环境变量

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
printf("%s\n", getenv("PATH"));
return 0;
}

常用getenv和putenv函数来访问特定的环境变量。

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

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    char * env = getenv("MYENV");
    if(env){
        printf("%s\n", env);
    }
    return 0;
}

这个时候我们直接查看，发现没有结果，说明该环境变量根本不存在

导出环境变量
export MYENV="hello world"
再次运行程序，发现结果有了！说明：环境变量是可以被子进程继承下去的！

如果只进行MYENV＝“helloworld” ,不调用export导出，在用我们的程序查看，会有什么结果？为什么？

如果只是直接设置环境变量 MYENV="helloworld" 而没有使用 export 命令导出该环境变量，然后再运行程序查看环境变量的取值，结果可能会是程序无法获取到正确的环境变量值。这是因为在不使用 export 命令导出环境变量时，该环境变量只在当前 shell 进程中有效，而不会被传递给程序的执行环境。

具体来说，当你直接设置环境变量 MYENV="helloworld" 时，该环境变量只会存在于当前 shell 进程中，而不会被传递给程序的执行环境。因此，当你运行程序时，程序尝试通过 getenv("MYENV") 函数获取环境变量的值时，由于该环境变量并未在程序的执行环境中被正确设置，程序将无法获得正确的环境变量值，结果可能是空值或者 null。

为了让程序能够正确获取环境变量的值，需要使用 export 命令将环境变量导出，使其成为子进程可见的环境变量。只有通过 export 命令导出的环境变量才能被程序正确识别和获取。

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。

一般来说，我们现在的电脑环境下，所启动进行的进程优先级都是一样的，所以这个部分主要是理解为主。

查看系统进程

在linux或者unix系统中，用ps –l命令则会类似输出以下几个内容：

这几个信息跟我们的进程优先级可以说有直接的关系

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值

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那NI呢?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至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

用top命令更改已存在进程的nice：

top 进入top后按“r”–>输入进程PID–>输入nice值

比如说我要修改22进程的nice值，就是top进入我们的这歌页面，然后r一下，就会有命令窗口，输入22，然后回车，这个时候呢我写入一个60吧，方便我们学习

我们的nice最大是19，我们原来是-20，所以60-40=20，那么pri是不是20+19=39呢？

并不是，pri每个人的峰值可能不太一样，我的是39最大，pri=之前的pri加nice值，之前的pri是0，加nice值应该是19啊！为什么呢，因为这里有一个bug，pri更改默认是20，所以我们才会看到39这个数值

我现在把60减掉再用40给大家演示一下，一样是39的pri

我们使用的时候注意一下就好了，一般也不会更改优先级

相关知识点

竞争性: 系统进程数目众多，而CPU资源只有少量，甚至1个，所以进程之间是具有竞争属性的。为了高效完成任务，更合理竞争相关资源，便具有了优先级

独立性: 多进程运行，需要独享各种资源，多进程运行期间互不干扰

并行: 多个进程在多个CPU下分别，同时进行运行，这称之为并行

并发: 多个进程在一个CPU下采用进程切换的方式，在一段时间之内，让多个进程都得以推进，称之为并发

程序地址空间

我们看一下c语言下的地址空间布局

可能我们对他并不理解！

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

int g_val = 0;

int main()
{
    pid_t id = fork();
    if(id < 0){
        perror("fork");
        return 0;
    }
    else if(id == 0){ //child
printf("child[%d]: %d : %p\n", getpid(), g_val, &g_val);
    }else{ //parent
        printf("parent[%d]: %d : %p\n", getpid(), g_val, &g_val);
    }
    sleep(1);
    return 0;
}