《Unix & Linux 大学教程》 - 第二十六章(一) 学习笔记

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学习笔记,内容基础,适合初学者。

 

阅读之前,请务必花30秒查看前言说明(在第一、二章前面部分)

《Unix & Linux 大学教程》 - 第一、二章 学习笔记    Unix简介 & 什么是Linux?什么是Unix

《Unix & Linux 大学教程》 - 第三、四章 学习笔记    Unix连接 & 开始使用Unix

《Unix & Linux 大学教程》 - 第五、六章 学习笔记    GUI:图形用户界面 & Unix工作环境

《Unix & Linux 大学教程》 - 第七、八章 学习笔记    Unix键盘使用 & 能够立即使用的程序

《Unix & Linux 大学教程》 - 第九、十章 学习笔记    文档资料:Unix手册与Info & 命令语法

《Unix & Linux 大学教程》 - 第十一、十二章 学习笔记    shell & 使用shell:变量和选项

《Unix & Linux 大学教程》 - 第十三章 学习笔记    使用shell:命令和定制

《Unix & Linux 大学教程》 - 第十四、十五章 学习笔记     使用shell:初始化文件

《Unix & Linux 大学教程》 - 第十六、十七章 学习笔记    过滤器:简介和基本操作
《Unix & Linux 大学教程》 - 第十八章 学习笔记     过滤器:统计和格式化
《Unix & Linux 大学教程》 - 第十九章(一) 学习笔记     过滤器:选取、排序、组合及变换
《Unix & Linux 大学教程》 - 第十九章(二)、第二十章 学习笔记   过滤器:选取、排序、组合及变换 正则表达式

《Unix & Linux 大学教程》 - 第二十一章 学习笔记  显示文件

《Unix & Linux 大学教程》 - 第二十二章(一) 学习笔记  vi文本编辑器(一)

《Unix & Linux 大学教程》 - 第二十二章(二) 学习笔记  vi文本编辑器 (二)

《Unix & Linux 大学教程》 - 第二十二章(三) 学习笔记  vi文本编辑器 (三)

《Unix & Linux 大学教程》 - 第二十三章 学习笔记   Unix文件系统

《Unix & Linux 大学教程》 - 第二十四章 学习笔记  目录操作

《Unix & Linux 大学教程》 - 第二十五章 学习笔记  文件操作

《Unix & Linux 大学教程》 - 第二十六章(一) 学习笔记  进程和作业控制

《Unix & Linux 大学教程》 - 第二十六章(二) 学习笔记  进程和作业控制

《Unix & Linux 大学教程》 - 附录F 时区与24小时制时间

 

 

 

 

第二十六章(一):进程和作业控制

PID:进程创建时,内核赋予其唯一的标识号

查看shell的PID:echo $$

 

内核维护一个进程表(process table)。每个进程在进程表中有一个条目,除了PID,进程表中的每个条目还包含有描述及管理进程所需的信息

当进程需要内核执行服务时,它就使用系统调用发送请求

 

常用的系统调用

系统调用 目的
fork 创建当前进程的一个副本
wait 等待另一个进程结束执行
exec 在当前进程中执行一个新程序
exit 终止当前进程
kill 向另一个进程发送一个信号
open 打开一个用于读取或写入的文件
read 从文件中读取数据
write 向文件中写入数据
close 关闭文件

 

shell创建进程流程

1.使用fork系统调用创建一个新进程,原始进程称为父进程

2.分叉成功后,子进程使用exec系统调用将它自身从运行shell的进程变成运行外部程序的进程

3.父进程使用wait系统调用暂停,直道子进程结束执行

4.外部程序结束时,子进程使用exit系统

进程永久停止时,称进程死亡(die)或终止(terminate),故意停止一个进程时称杀死(kill)进程

进程死亡时进程所使用的所有资源都将被释放,此时称杀死的进程(这里的杀死应该是包括调用exit)为僵进程(似乎称为僵尸进程或僵死进程比较多)

5.子进程称为僵进程后,父进程立即被内核唤醒,查看结果,将内核进程表中的僵进程条目移除

 

父进程意外死亡,子进程称为孤儿进程

孤儿进程继续工作,但等它死亡时没有父进程被唤醒。最终它以僵进程形式存在

以前,孤儿僵进程永远停留在进程表中,直到系统重新启动

现代Unix,孤儿进程将自动被#1(init进程)收养,当孤儿进程死亡时,init进程充当父进程,快速清除僵进程

 

当父进程创建子进程,并且没有等待子进程死亡,这时子进程形成的僵进程将没有方法直接清除

 

fork在分叉的时候,fork会传值给两个进程:传给父进程的是子进程的ID,传给子进程的是0

 

 

引导过程末尾,内核“手动”创建一个特殊的进程(不是分叉)。这个进程PID=0,称为空闲进程(idle process)

之后,通过分叉创建#1号进程(初始化进程,init process),然后空闲进程执行一个非常简单的程序(实质上是一个无限的循环,不做任何事情)

(使用ps命令显示#0的状态,内核会否认该进程的存在)

进程#1执行设置内核及剩余步骤,包括:

打开系统控制台

挂载根文件系统

运行包含在文件/etc/inittab中的shell脚本

过程中init会多次分叉,init称为系统中所有其他进程的祖先(当然,因为#0结束任务后消失,所有没有考虑#0)

 

#1永远不会停止,它是进程表中第一个进程

 

 

前台进程与后台进程

当shell在提示用户输入一条新命令之前等待当前程序结束时,称这样的程序为前台程序。当shell启动一个程序,但是又让该程序自己运行时,称这样的程序是后台程序

如果后台程序试图从stdin读取数据,输入无法连接,stdin不会有任何内容,该进程将无限期的等待暂停,等待输入。只能使用fg命令将其移至前台

如果后台程序试图向stdout或stderr写入数据,输出将显示在显示屏上,会混在在其他输出中,结果变得混乱

在命令末尾键入 & 可以使其变为后台进程(异步进程,asynchronous process)

两个明确的特征:

1.默认情况下,标准输入与空文件/dev/null相连

2.该进程不响应intr和quit信号

 

 

 

创建延迟:sleep

语法:

sleep interval [s|m|h|d]

注意:默认单位为秒,参数可以为小数

(sleep 20; cat /etc/passwd ) &

20秒后显示passwd

由于这是两条命令,如果没有括号,那么会先执行sleep 20,子进程依然是前台进程

使用括号则会新建一个子shell,然后让子shell在后台运行

 

 

 

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作业控制

作业控制的本质特性是将每一条输入的命令视为一个作业,该作业由一个唯一的作业号(job number,或称作业ID,job ID)标识

 

进程是正在执行或准备执行的程序,由内核控制,使用进程表记录进程

作业是指解释整个命令行所需的全部进程,由shell控制,使用作业表记录作业

 

who | cut -c 1-8 | sort | uniq -c

上面命令生成4个进程和一个作业

 

作业控制命令
jobs 显示作业列表
ps 显示进程列表
fg 将作业移至前台
bg 将作业移至后台
suspend 挂起当前shell
^Z 挂起当前前台作业
kill 向作业发出信号:默认情况下,终止作业
变量
echo $$ 显示当前shell的PID
echo $! 显示上一条移至后台的命令PID
终端设置
stty_tostop 挂起试图向终端写数据的后台作业
stty -tostop 关闭tostop
shell选项:Bash、Korn shell
set -o monitor 允许作业控制
set +o nomonitor 关闭monitor
set -o notify 当后台作业结束时立即通报
set +o nonotify 关闭notify
shell变量:Tcsh、C-Shell
set listjobs 不管作业是否挂起,列举所有的作业(只适用于Tcsh)
set listjobs long 长列表的listjobs(只适用于Tcsh)
set notify 当后台作业结束时立即通报
set nonotify 关闭notify

 

 

每次在后台运行程序时,shell都会显示作业号和进程ID。shell从1开始,自己为作业分配作业号

 

gedit address_1.txt &

[2] 8433

作业#2号已经启动,其进程ID为4003

 

如果作业是由一个多个程序构成的管道线,那么看到的进程ID是管道线中的最后一个程序的进程ID

 

任务结束时会有类似与下面的提示

[2]+  Done                    gedit address_1.txt

为了防止干扰输出,shell不会立即提醒,shell会一直等待,直到要显示下一个shell提示时。可以通过set -o notify和set +o notify来控制(Bourne shell)

 

作业三种状态

前台运行

后台运行

暂停,等待恢复执行

 

 

暂停当前作业:^Z,发送susp信号(对shell无效)。通过这种方式暂停进程时,称将进程挂起(suspend),或者将进程停止(stop,实际是临时中止,可以重新启动)

永久停止:^C,或者使用kill

注销系统时,如果有挂起的作业,那么shell将显示警告信息:

There are suspend jobs

You have stopped jobs

再次注销则不会提示

 

使用fg可以将挂起的程序恢复

如果希望暂停shell,则要使用suspend

语法:

suspend [-f]

如果想挂起登录shell,必须使用-f选项

 

 

jobs

语法:

jobs [-l]

-l(long listing,长列表):显示作业的进程ID、作业号和命令名

 

gedit so_1.txt &

[1] 17156

$ jobs -l

[1]+ 17156 Running                 gedit so_1.txt &

 

其中[1]表示作业号,+表示是当前作业(-表示前一个作业),之后的数字表示进程ID,Running表示作业状态

注意:当前作业不是在前台,也是在后台运行的

 

 

 

作业移动fg、bg

fg

语法:

fg

fg %[job]

%[job]

job表示一个特定的作业

作用:将任务移动到前台

fg  同 % 同 fg % 同 fg %+(重新启动当前作业,即带有加号的)

作业号 含义
%% 当前作业
%+ 当前作业
%- 前一个作业
%n 作业#n
%name 含有指定命令的作业
%? name命令中任意位置含有name的作业

fg %1 (将作业#1移至前台,书上这里写的是移至后台,p712,可能是笔误)

fg %- (可以指定前一个作业)

 

 

 

bg

语法:

bg

bg %[job...]

作用:将任务移动到后台

 

bg %1 %3 (可以同时移动多个作业)

 

^Z:挂起当前作业

 

 


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