关于进程的一些基础知识

系统管理员 2022-01-20 09:49 314阅读 0赞

*  ## 进程的概念 ##
    
    **程序**
    
        > 存放在磁盘上的指令和数据的有序集合（文件）；
        
          > 静态的；
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    **进程**
    
        > 执行一个程序所分配的资源的总称；
        
          > 进程是程序的一次执行过程；
        
          > 动态的，包括创建、调度、执行和消亡；
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 *  ## 进程的内容 ##
    
    **代码**、 **用户数据段**、 **系统数据段**
    
    > 系统数据段包括了进程控制块、CPU寄存器的值、堆栈；
    
    进程控制块(pcb)
    
        > 进程标识PID；
        
          >  进程用户的信息；
        
          > 进程状态、优先级；
        
          > 文件描述符表（记录了系统中打开的所有的文件的信息）；
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    CPU寄存器
    
    > program counter （存放的是下一条指令的地址）；
    
    栈
    
    > 保存了所有的局部变量；
 *  ## 进程的类型 ##
    
    **交互进程**
    
    > 在shell下启动。可以在前台运行，也可以是在后台运行；
    
    **批处理进程**
    
    > 和在终端无关，被提交到一个作业队列中，被作业管理工具顺序执行（开发时较少使用）；
    
    **守护进程**
    
    > 和终端无关，一直在后台运行（生命期很长）；
 *  ## 进程状态 ##
    
    **运行态**
    
    > 程序正在运行，或者准备运行；
    
    **等待态**
    
    > 程序在等待一个事件的发生或者某种系统资源（可中断和不可中断）；
    
    **停止态**
    
    > 进程被终止，收到信号后可继续运行；
    
    **死亡态**
    
    > 已终止的进程，但pcb没有被释放；
 *  ## 一些相关命令 ##
    
    > `ps -ef`显示当前时刻系统中所有进程的信息；`ps -ef|grep <>`筛选显示
    
    > `ps aux|grep <>` 比`-ef`多显示进程的当前状态；
    
    > `top` 查看进程的动态信息；
    
    > `/proc` 进入该目录下查看进程的详细信息；
    
    > `nice -n <NI> ./<001>` 按用户指定的优先级运行进程（默认的 nice 值是 0 ，区间为 -20 到 19），nice值越小，优先级越高；
    
    > `renice -n <NI> <PID>` 改变正在运行进程的优先级；
    
    > `jobs` 查看一个后台进程；
    
    > `fg <PID>` 把一个后台进程放到前台；
    
    > `bg <PID>` 让处于停止态的后台进程运行起来；
 *  ## 创建子进程 ##
 *  fork函数
    
    头文件：
    
    > `#include <unistd.h>`
    
    函数原型：
    
    > `pid_t fork(void);`
    
    返回值：
    
    > 创建新的进程，失败时返回-1；
    
    > `fork()`被调用一次会返回两次，成功时**父进程返回子进程的进程号**，子进程返回 **0** ；
    
    > 通过 `fork` 的返回值区分父进程和子进程；
    
    示例：

#include <stdio.h>
    #include <unistd.h>
    #include <errno.h>
    #include <sys/types.h>
    int main(int argc,const char *argv[])
    {
        pid_t pid;
        if ((pid = fork()) < 0) {
            perror("fork");
            return -1;
        }
        else if (pid == 0) {
            printf("child process: my pid is %d\n",getpid());
        }
        else{
            printf("parent process: my pid is %d\n",getpid());
        }
        return 0;
    }
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*  ## 父子进程 ##
    
    > 子进程继承了父进程的内容；
    
    > 父子进程有**独立的地址空间**，互不影响；
    
    > 若父进程先结束，子进程成为孤儿进程，会被`init`进程收养，同时变为后台进程；
    
    > 若子进程先结束，父进程没有及时回收，子进程则变为僵尸进程（pcb未被释放）；
    
    > 父子进程的运行顺序不确定，取决于内核的调度；
 *  ## 结束进程 ##
 *  exit / \_exit函数
    
    头文件：
    
    `#include <stdlib.h>` `#include <unistd.h>`
    
    函数原型：
    
    `void exit(int status);`
    
    `void _exit(int status);`
    
    返回值;
    
    > 结束当前进程并将status返回；
    
    > exit 结束进程时会刷新流的缓冲区；
    
    示例：
    
        #include <stdio.h>
                      /*exit()的头文件*/
        #include <stdlib.h>
                     /*_exit()的头文件*/
        #include <unistd.h>
        int main(int argc,const char *argv[])
        {
            printf("success");
                /*换成_exit(0)则屏幕无输出*/
            exit(0);
            printf("success too");
            return 0;
        }
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 *  ## exec函数族 ##
    
    > 进程的当前内容被替换，实现父子进程执行不同的程序；
 *  execl / execlp 函数
    
    头文件： `#include <unistd.h>`
    
    函数原型：
    
    `int execl(const char *path, const char *arg, ...);`
    
    `int execlp(const char *file, const char *arc, ...);`
    
    > path ,执行程序的名称和路径（绝对路径或相对路径）;
    
    > arg... 传递给执行程序的参数列表；
    
    > file 执行的程序的名称，在PATH（shell的环境变量）中查找；
    
    返回值：
    
    > 成功执行指定的程序，失败则返回EOF；
    
    示例：（执行ls命令，显示/etc目录下所有的文件详细信息）
    
        if(execl("/bin/ls","ls","-a","-l","/etc"，NULL) < 0) {
           perror("exec error");
        }
        复制代码
    
        if(execlp("ls","-a","-l","/etc",NULL) < 0) {
            perror("execlp error");
        }
        复制代码
 *  execv / execvp 函数
    
    头文件：
    
    `#include <unistd.h>`
    
    函数原型：
    
    `int execv(const char *path, char *const argv[]);`
    
    `int sescvp(const char *file, char *const argv[]);`
    
    > 相较于`execl()和execlp()`，参数列表封装成字符指针数组；
    
    返回值：
    
    > 成功执行指定的程序，失败则返回EOF；
    
    示例：（功能同上）
    
        /*定义一个字符指针数组*/
        char *const buf[] = {
              "ls","-a","-l","/etc",NULL};
        if(execv("/bin/ls",buf) < 0) {
            perror("execv");
        }
        复制代码
 *  system 函数
    
    > 属于比较简单的方法，不手动创建子进程；
    
    头文件：
    
    `#incude <stdlib.h>`
    
    函数原型：
    
    `int system(const char *command);`
    
    > 在当前进程中会自己创建子进程；
    
    返回值：
    
    > 成功时返回命令 command 的返回值，失败时返回EOF;
    
    > 当前进程等待 command 执行结束之后才继续执行；
 *  ## 进程回收 ##
 *  wait 函数
 *  waitpid 函数