liunx：复习大纲（进程）
该文章作为复习使用，其中有部分就直接使用了自己之前的博客或者他人博客，但都会表明来自何方！！！
二.Linux平台应用开发基础--进程
1.程序编译连接过程，及各阶段所完成的功能
- 预编译
主要是做一些代码文本的替换工作。(该替换是一个递归逐层展开的过程。)
（1）将所有的#define删除，并展开所有的宏定义
（2）处理所有的条件预编译指令，如：#if #ifdef #elif #else #endif
（3）处理#include预编译指令，将被包含的文件插进到该指令的位置，这个过程是递归的
（4）删除所有的注释//与/* */
（5）添加行号与文件名标识，以便产生调试用的行号信息以及编译错误或警告时能够显示行号
（6）保留所有的#pragma编译器指令，因为编译器需要使用它们
- 编译
把预处理完的文件进行一系列词法分析（lex）、语法分析（yacc）、语义分析及优化后生成汇编代码，这个过程是程序构建的核心部分。
- 汇编
汇编代码->机器指令。.s文件到.o文件
- 链接
将所有多个目标文件、库->最终的可执行文件（拼合的过程）。
2.makefile文件
-
1) make 命令
- make
根据Makefile文件编译源代码、连接、生成目标文件、可执行文件。
- make clean
清除上次的make命令所产生的object文件（后缀为“.o”的文件）及可执行文件。
- make install
将编译成功的可执行文件安装到系统目录中，一般为/usr/local/bin目录。
- make dist
产生发布软件包文件（即distribution package）。这个命令将会将可执行文件及相关文件打包成一个tar.gz压缩的文件用来作为发布软件的软件包。 它会在当前目录下生成一个名字类似“PACKAGE-VERSION.tar.gz”的文件。PACKAGE和VERSION,是我们在configure.in中定义的AM_INIT_AUTOMAKE（PACKAGE, VERSION）。
- make distcheck
生成发布软件包并对其进行测试检查，以确定发布包的正确性。这个操作将自动把压缩包文件解开，然后执行configure命令，并且执行make,来确认编译不出现错误，最后提示你软件包已经准备好，可以发布了。
make distclean
类似make clean,但同时也将configure生成的文件全部删除掉，包括Makefile文件。
Makefile文件准备好之后，接着在Makefile文件所在的目录下敲入make这个命令就可以了，根据Makefile文件，以告诉make命令需要怎么样的去编译和链接目标程序
2) makefile 文件的编写
大佬写的太好了，小弟在这就不卖弄了。原处在下：
https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2886
3) makefile 文件作用
makefile关系到了整个工程的编译规则。一个工程中的源文件不计数，其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中，makefile定义了一系列的规则来指定，哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于进行更复杂的功能操作，因为makefile就像一个Shell脚本一样，其中也可以执行操作系统的命令。
makefile带来的好处就是——“自动化编译”，一旦写好，只需要一个make命令，整个工程完全自动编译，极大的提高了软件开发的效率最后生成的可执行文件xxx ./xxx 即可运行；
3.库文件
-
1)什么是库文件
2) 静态库制作命令及参数意义
-
3) 共享库制作命令及参数意义
-
4) 静态库与共享库的使用区别
上面4个问题在我之前的博客中，都已经给出过：
https://blog.csdn.net/Kobe51920/article/details/102887347
4.复制进程fork与替换进程exec
(1)fork复制进程的过程：
当fork()函数被调用时，内核就会为新进程创建各种数据结构，并分配给该进程一个唯一的pid。子进程和父进程用的是相同的内存空间，也就是说子进程的代码段，数据段，堆栈都是指向父进程的物理空间，两者的虚拟空间不同，但是对应的相同的物理空间。当父子进程中有更改相应段的操作发生时，系统会给子进程分配物理空间。这就是写时拷贝。
fork()函数调用一次，返回两次，三种返回值
1. 父进程中的返回值是子进程的pid
2. 子进程中fork成功的话返回值为0，失败的话返回值是-1
注意：子进程和父进程访问变量的值却不改变变量的值，相当于读取了一下，这个时候不会给子进程分配新的资源，而是接着共享父进程的资源。但是当系统发现子进程或者父进程要该表某一变量的值的时候，系统就会给子进程分配心的内存空间，然后子进程将父进程中fork之前的变量拷贝一份，此时此刻，子进程和父进程的内存空间已经不同了。写时拷贝是以“页”为单位复制的。
(2)僵死进程概念，处理方法
概念：在子进程结束运行之后，父进程读取其退出状态之前，我们称该子进程为僵尸进程
处理方法：
1.是利用信号SIGCHLD，子进程状态改变后会向其父进程发送SIGCHLD信号。父进程在接受到该信号后，在信号处理函数中调用wait或者waitpid。
2.fork两次，最后子进程变为孤儿进程，最后由init进程来处理退出信息
(3)写时拷贝技术的作用
内核只为新的子进程创建内存空间，子进程将复制父进程的虚拟空间，但是不为这些段分配物理空间，共用着父进程的物理空间，当父子进程中有更改相应段的行为发生时，再为子进程相应的段分配物理空间。
(4)进程控制快pcb
(5)进程状态转移图：就绪，运行，阻塞
(6)并发运行与并发区别
(7)如何调试跟踪子进程
https://www.cnblogs.com/czhao4/p/104413
5.文件操作open/read/write/close
(1)文件描述符概念
当某个程序打开文件时，操作系统返回相应的文件描述符，程序为了处理该文件必须引用此描述符。所谓的文件描述符是一个低级的正整数。最前面的三个文件描述符（0，1，2）分别与标准输入（stdin），标准输出（stdout）和标准错误（stderr）对应。因此，函数 scanf() 使用 stdin，而函数 printf() 使用 stdout。你可以用不同的文件描述符改写默认的设置并重定向进程的 I/O 到不同的文件。
1、表示形式为整数数字
2、进程使用时候会占用文件描述符（标示打开的文件）
查看默认文件描述符：ulimit -n
3、调整文件描述符
echo ‘* nofile 65535’ >>/etc/security/limits.conf
logout生效
或 echo ulimit-SHn65535 到 /etc/rc.local
文件描述符一般不改！
(2)文件共享：子进程复制父进程打开的文件
(3)系统调用与库函数区别：
- (1)库函数是语言或应用程序的一部分，而系统调用是内核提供给应用程序的接口，属于系统的一部分
- (2)库函数在用户地址空间执行，系统调用是在内核地址空间执行，库函数运行时间属于用户时间，系统调用属于系统时间，库函数开销较小，系统调用开销较大
- (3)库函数是有缓冲的，系统调用是无缓冲的
- (4)系统调用依赖于平台，库函数并不依赖
(4)系统调用执行过程：
在用户程序中，需要请求操作系统服务的地方安排一条系统调用。这样，当程序执行到这一条命令时，就会发生中断，系统由用户态转为管态，操作系统的访管中断处理程序得到控制权，它将按系统调用的功能号，借助例行子程序入口地址表转到相应的例行子程序去执行，在完成了用户所需要的服务功能后，退出中断，返回到用户程序的断点继续执行。
(5)内核态用户态区别：
https://www.cnblogs.com/gizing/p/10925286.html
6.信号
(1)改变信号的响应方式signal()
(2)发送信号 kill()
(3)信号的实现：
上面三个问题在下面这边博客中都有提到：
https://blog.csdn.net/wh_0727/article/details/84074266
7.进程中所用到的命令
1) ps
-
Linux ps命令用于显示当前进程 (process) 的状态。
语法：
-
ps [options] [--help]
参数：
- ps 的参数非常多, 在此仅列出几个常用的参数并大略介绍含义
- -A 列出所有的行程
- -w 显示加宽可以显示较多的资讯
- -au 显示较详细的资讯
- -aux 显示所有包含其他使用者的行程
- au(x) 输出格式 :
- USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
- USER: 行程拥有者
- PID: pid
- %CPU: 占用的 CPU 使用率
- %MEM: 占用的记忆体使用率
- VSZ: 占用的虚拟记忆体大小
- RSS: 占用的记忆体大小
- TTY: 终端的次要装置号码 (minor device number of tty)
- STAT: 该行程的状态:
- D: 无法中断的休眠状态 (通常 IO 的进程)
- R: 正在执行中
- S: 静止状态
- T: 暂停执行
- Z: 不存在但暂时无法消除
- W: 没有足够的记忆体分页可分配
- <: 高优先序的行程
- N: 低优先序的行程
- L: 有记忆体分页分配并锁在记忆体内 (实时系统或捱A I/O)
- START: 行程开始时间
- TIME: 执行的时间
- COMMAND:所执行的指令
实例
# ps -A 显示进程信息 PID TTY TIME CMD 1 ? 00:00:02 init 2 ? 00:00:00 kthreadd 3 ? 00:00:00 migration/0 4 ? 00:00:00 ksoftirqd/0 5 ? 00:00:00 watchdog/0 6 ? 00:00:00 events/0 7 ? 00:00:00 cpuset 8 ? 00:00:00 khelper 9 ? 00:00:00 netns 10 ? 00:00:00 async/mgr 11 ? 00:00:00 pm 12 ? 00:00:00 sync_supers 13 ? 00:00:00 bdi-default 14 ? 00:00:00 kintegrityd/0 15 ? 00:00:02 kblockd/0 16 ? 00:00:00 kacpid 17 ? 00:00:00 kacpi_notify 18 ? 00:00:00 kacpi_hotplug 19 ? 00:00:27 ata/0 ……省略部分结果 30749 pts/0 00:00:15 gedit 30886 ? 00:01:10 qtcreator.bin 30894 ? 00:00:00 qtcreator.bin 31160 ? 00:00:00 dhclient 31211 ? 00:00:00 aptd 31302 ? 00:00:00 sshd 31374 pts/2 00:00:00 bash 31396 pts/2 00:00:00 ps
显示指定用户信息
# ps -u root //显示root进程用户信息 PID TTY TIME CMD 1 ? 00:00:02 init 2 ? 00:00:00 kthreadd 3 ? 00:00:00 migration/0 4 ? 00:00:00 ksoftirqd/0 5 ? 00:00:00 watchdog/0 6 ? 00:00:00 events/0 7 ? 00:00:00 cpuset 8 ? 00:00:00 khelper 9 ? 00:00:00 netns 10 ? 00:00:00 async/mgr 11 ? 00:00:00 pm 12 ? 00:00:00 sync_supers 13 ? 00:00:00 bdi-default 14 ? 00:00:00 kintegrityd/0 15 ? 00:00:02 kblockd/0 16 ? 00:00:00 kacpid ……省略部分结果 30487 ? 00:00:06 gnome-terminal 30488 ? 00:00:00 gnome-pty-helpe 30489 pts/0 00:00:00 bash 30670 ? 00:00:00 debconf-communi 30749 pts/0 00:00:15 gedit 30886 ? 00:01:10 qtcreator.bin 30894 ? 00:00:00 qtcreator.bin 31160 ? 00:00:00 dhclient 31211 ? 00:00:00 aptd 31302 ? 00:00:00 sshd 31374 pts/2 00:00:00 bash 31397 pts/2 00:00:00 ps
显示所有进程信息，连同命令行
# ps -ef //显示所有命令，连带命令行 UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD root 1 0 0 10:22 ? 00:00:02 /sbin/init root 2 0 0 10:22 ? 00:00:00 [kthreadd] root 3 2 0 10:22 ? 00:00:00 [migration/0] root 4 2 0 10:22 ? 00:00:00 [ksoftirqd/0] root 5 2 0 10:22 ? 00:00:00 [watchdog/0] root 6 2 0 10:22 ? /usr/lib/NetworkManager ……省略部分结果 root 31302 2095 0 17:42 ? 00:00:00 sshd: root@pts/2 root 31374 31302 0 17:42 pts/2 00:00:00 -bash root 31400 1 0 17:46 ? 00:00:00 /usr/bin/python /usr/sbin/aptd root 31407 31374 0 17:48 pts/2 00:00:00 ps -ef
2) kill
-
Linux kill命令用于删除执行中的程序或工作。
kill可将指定的信息送至程序。预设的信息为SIGTERM(15)，可将指定程序终止。若仍无法终止该程序，可使用SIGKILL(9)信息尝试强制删除程序。程序或工作的编号可利用ps指令或jobs指令查看。
语法：
kill [-s <信息名称或编号>][程序] 或 kill [-l <信息编号>]
参数说明：
- -l <信息编号> 若不加<信息编号>选项，则-l参数会列出全部的信息名称。
- -s <信息名称或编号> 指定要送出的信息。
- [程序] [程序]可以是程序的PID或是PGID，也可以是工作编号。
实例
杀死进程
# kill 12345强制杀死进程
# kill -KILL 123456发送SIGHUP信号，可以使用一下信号
# kill -HUP pid彻底杀死进程
# kill -9 123456显示信号
# kill -l
1) SIGHUP 2) SIGINT 3) SIGQUIT 4) SIGILL 5) SIGTRAP
6) SIGABRT 7) SIGBUS 8) SIGFPE 9) SIGKILL 10) SIGUSR1
11) SIGSEGV 12) SIGUSR2 13) SIGPIPE 14) SIGALRM 15) SIGTERM
16) SIGSTKFLT 17) SIGCHLD 18) SIGCONT 19) SIGSTOP 20) SIGTSTP
21) SIGTTIN 22) SIGTTOU 23) SIGURG 24) SIGXCPU 25) SIGXFSZ
26) SIGVTALRM 27) SIGPROF 28) SIGWINCH 29) SIGIO 30) SIGPWR
31) SIGSYS 34) SIGRTMIN 35) SIGRTMIN+1 36) SIGRTMIN+2 37) SIGRTMIN+3
38) SIGRTMIN+4 39) SIGRTMIN+5 40) SIGRTMIN+6 41) SIGRTMIN+7 42) SIGRTMIN+8
43) SIGRTMIN+9 44) SIGRTMIN+10 45) SIGRTMIN+11 46) SIGRTMIN+12 47) SIGRTMIN+13
48) SIGRTMIN+14 49) SIGRTMIN+15 50) SIGRTMAX-14 51) SIGRTMAX-13 52) SIGRTMAX-12
53) SIGRTMAX-11 54) SIGRTMAX-10 55) SIGRTMAX-9 56) SIGRTMAX-8 57) SIGRTMAX-7
58) SIGRTMAX-6 59) SIGRTMAX-5 60) SIGRTMAX-4 61) SIGRTMAX-3 62) SIGRTMAX-2
63) SIGRTMAX-1 64) SIGRTMAX杀死指定用户所有进程
#kill -9 $(ps -ef | grep hnlinux) //方法一 过滤出hnlinux用户进程
#kill -u hnlinux //方法二3) pkill
pkill 和killall 应用方法差不多，也是直接杀死运行中的程式；如果你想杀掉单个进程，请用kill 来杀掉。
应用方法：#pkill 正在运行的程式名
4) jobs
jobs命令用于显示Linux中的任务列表及任务状态，包括后台运行的任务。该命令可以显示任务号及其对应的进程号。其中，任务号是以普通用户的角度进行的，而进程号则是从系统管理员的角度来看的。一个任务可以对应于一个或者多个进程号。
5) &后台运行
6) pstree
Linux pstree命令将所有行程以树状图显示，树状图将会以 pid (如果有指定) 或是以 init 这个基本行程为根 (root)，如果有指定使用者 id，则树状图会只显示该使用者所拥有的行程。
使用权限：所有使用者。
语法：
pstree [-a] [-c] [-h|-Hpid] [-l] [-n] [-p] [-u] [-G|-U] [pid|user]
或
pstree -V
参数说明：
- -a 显示该行程的完整指令及参数, 如果是被记忆体置换出去的行程则会加上括号
- -c 如果有重覆的行程名, 则分开列出（预设值是会在前面加上 *）
实例：
显示进程的关系
pstree init-+-amd |-apmd |-atd |-httpd---10*[httpd] %pstree -p init(1)-+-amd(447) |-apmd(105) |-atd(339) %pstree -c init-+-amd |-apmd |-atd |-httpd-+-httpd | |-httpd | |-httpd | |-httpd ....
特别表明在运行的进程：
# pstree -apnh //显示进程间的关系
同时显示用户名称：
# pstree -u //显示用户名称
7) time
Linux time命令的用途，在于量测特定指令执行时所需消耗的时间及系统资源等资讯。
例如 CPU 时间、记忆体、输入输出等等。需要特别注意的是，部分资讯在 Linux 上显示不出来。这是因为在 Linux 上部分资源的分配函式与 time 指令所预设的方式并不相同，以致于 time 指令无法取得这些资料。
语法：
time [options] COMMAND [arguments]
参数：
- -o 或 --output=FILE：设定结果输出档。这个选项会将 time 的输出写入 所指定的档案中。如果档案已经存在，系统将覆写其内容。
- -a 或 --append：配合 -o 使用，会将结果写到档案的末端，而不会覆盖掉原来的内容。
- -f FORMAT 或 --format=FORMAT：以 FORMAT 字串设定显示方式。当这个选项没有被设定的时候，会用系统预设的格式。不过你可以用环境变数 time 来设定这个格式，如此一来就不必每次登入系统都要设定一次。
time 指令可以显示的资源有四大项，分别是：
- Time resources
- Memory resources
- IO resources
- Command info
详细的内容如下：
1、Time Resources
E 执行指令所花费的时间，格式是：[hour]:minute:second。请注意这个数字并不代表实际的 CPU 时间。
e 执行指令所花费的时间，单位是秒。请注意这个数字并不代表实际的 CPU 时间。
S 指令执行时在核心模式（kernel mode）所花费的时间，单位是秒。
U 指令执行时在使用者模式（user mode）所花费的时间，单位是秒。
P 执行指令时 CPU 的占用比例。其实这个数字就是核心模式加上使用者模式的 CPU 时间除以总时间。
2、Memory Resources
M 执行时所占用的实体记忆体的最大值。单位是 KB
t 执行时所占用的实体记忆体的平均值，单位是 KB
K 执行程序所占用的记忆体总量（stack+data+text）的平均大小，单位是 KB
D 执行程序的自有资料区（unshared data area）的平均大小，单位是 KB
p 执行程序的自有堆叠（unshared stack）的平均大小，单位是 KB
X 执行程序间共享内容（shared text）的平均值，单位是 KB
Z 系统记忆体页的大小，单位是 byte。对同一个系统来说这是个常数
3、IO Resources
F 此程序的主要记忆体页错误发生次数。所谓的主要记忆体页错误是指某一记忆体页已经置换到置换档（swap file)中，而且已经分配给其他程序。此时该页的内容必须从置换档里再读出来。
R 此程序的次要记忆体页错误发生次数。所谓的次要记忆体页错误是指某一记忆体页虽然已经置换到置换档中，但尚未分配给其他程序。此时该页的内容并未被破坏，不必从置换档里读出来
W 此程序被交换到置换档的次数
c 此程序被强迫中断（像是分配到的 CPU 时间耗尽）的次数
w 此程序自愿中断（像是在等待某一个 I/O 执行完毕，像是磁碟读取等等）的次数
I 此程序所输入的档案数
O 此程序所输出的档案数
r 此程序所收到的 Socket Message
s 此程序所送出的 Socket Message
k 此程序所收到的信号 ( Signal )数量
4、Command Info
C 执行时的参数以及指令名称
x 指令的结束代码 ( Exit Status )
-p or --portability：这个选项会自动把显示格式设定成为：
real %e user %Usys %S：这么做的目的是为了与 POSIX 规格相容。
-v or --verbose：这个选项会把所有程序中用到的资源通通列出来，不但如一般英文语句，还有说明。对不想花时间去熟习格式设定或是刚刚开始接触这个指令的人相当有用。
实例
1. # time date 2. Sun Mar 26 22:45:34 GMT-8 2006 3. 4. real 0m0.136s 5. user 0m0.010s 6. sys 0m0.070s 7. #
在以上实例中，执行命令"time date"(见第1行)。
系统先执行命令"date"，第2行为命令"date"的执行结果。
第3-6行为执行命令"date"的时间统计结果，其中第4行"real"为实际时间，第5行"user"为用户CPU时间，第6行"sys"为系统CPU时间。
以上三种时间的显示格式均为MMmNN[.FFF]s。
利用下面的指令
time -v ps -aux
我们可以获得执行 ps -aux 的结果和所花费的系统资源。如下面所列的资料：
USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND root 1 0.0 0.4 1096 472 ? S Apr19 0:04 init root 2 0.0 0.0 0 0 ? SW Apr19 0:00 [kflushd] root 3 0.0 0.0 0 0 ? SW Apr19 0:00 [kpiod] ...... root 24269 0.0 1.0 2692 996 pts/3 R 12:16 0:00 ps -aux Command being timed: "ps -aux" User time (seconds): 0.05 System time (seconds): 0.06 Percent of CPU this job got: 68% Elapsed (wall clock) time (h:mm:ss or m:ss): 0:00.16 Average shared text size (kbytes): 0 Average unshared data size (kbytes): 0 Average stack size (kbytes): 0 Average total size (kbytes): 0 Maximum resident set size (kbytes): 0 Average resident set size (kbytes): 0 Major (requiring I/O) page faults: 238 Minor (reclaiming a frame) page faults: 46 Voluntary context switches: 0 Involuntary context switches: 0 Swaps: 0 File system inputs: 0 File system outputs: 0 Socket messages sent: 0 Socket messages received: 0 Signals delivered: 0 Page size (bytes): 4096 Exit status: 0
以上命令类容来自于：
https://www.runoob.com/cprogramming/c-function-qsort.html