【Linux】进程(一)

【Linux】进程(一)

什么是进程?
进程(Process)是指计算机中正在运行的程序,是系统进行资源分配和调度的基本单位,是操作系统结构的基础。在早期面向进程设计的计算机结构中,进程是程序的基本执行实体;在当代面向线程设计的计算机结构中,进程是线程的容器。进程是程序真正运行的实例,若干进程可能与同一个程序相关,且每个进程皆可以同步或异步的方式独立运行。(来自百度百科)
为什么引入进程?
进程是为了提高CPU的执行效率,减少因为程序等待带来的CPU空转以及其他计算机硬件资源浪费而提出的。
描述进程-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
课本上称之为PCB(process control block),Linux操作系统下PCB是task_struct
task_ struct内容分类
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。
记账信息: 可能包括处理器时间总和,使用的时钟数总和,时间限制,记账号等。
其他信息
查看进程
进程信息可通过/proc系统文件夹查看
在这里插入图片描述
通过系统调用获取进程标识符
进程id(PID)
父进程id(PPID)

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
 printf("pid: %d\n", getpid());
 printf("ppid: %d\n", getppid());
 return 0;
}

在这里插入图片描述
创建进程
运行 man fork 认识fork(man手册查看)
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)

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
 int ret = fork();
 printf("hello proc : %d!, ret: %d\n", getpid(), ret);
 sleep(1);
 return 0;
}

结果如下:
在这里插入图片描述
fork创建后常进行分流,ret = 0为子进程,ret>0为父进程

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
 int ret = fork();
 if(ret < 0){
 perror("fork");
 return 1;
 }
 else if(ret == 0){ //child
 printf("I am child : %d!, ret: %d\n", getpid(), ret);
 }else{ //father
 printf("I am father : %d!, ret: %d\n", getpid(), ret);
 }
 sleep(1);
 return 0;
}

运行结果:
在这里插入图片描述

进程状态

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
(interruptible sleep))。
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。
进程状态查看ps aux / ps axj 命令
Z(zombie)-僵尸进程
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(使用wait()系统调用,后面讲)
没有读取到子进程退出的返回代码时就会产生僵死(尸)进程。
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Z状态
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?是的!
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?是的!
那一个父进程创建了很多子进程,就是不回收,是不是就会造成内存资源的浪费?是的!因为数据结构
对象本身就要占用内存,想想C中定义一个结构体变量(对象),是要在内存的某个位置进行开辟空
间!

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