Linux进程概念

一、认识冯诺依曼系统：

• 常见的计算机，如笔记本。我们不常见的计算机，如服务器，大部分都遵守冯诺依曼体系。
  

截至目前，我们所认识的计算机，都是有一个个的硬件组成
输入单元：键盘，鼠标，扫描仪，写板等
中央处理器：含运算器和控制器

• 所有的外设都只能和存储器打交道。
• cpu也只能和存储器打交道。
• 所以内存起着很重要的作用。

为什么要有存储器？输入设备和输出设备不与cpu直接连接？

cpu运行速度极快，输入设备和输出设备运行速度极慢，存储器介于两者之间。（成指数级别的差距，所以需要存储器来进行缓冲）

为什么程序运行起来必须得先加载到内存里面？

程序运行必须通过cpu调用，cpu只能和内存打交道

二、操作系统：（OS）

任何计算机体系都包含一个基本的程序集合，称之为操作系统
包括：

• 内核（进程管理、内存管理、文件管理、驱动管理）
• 其他程序（例如函数库，shell程序等）

• 设计OS的目的：

• 与硬件交互，管理所有的软硬件资源

• 为用户程序（应用程序）提供一个良好的执行环境

操作系统是搞管理的，管理者和被管理者并不直接冲突

管理者是通过数据对被管理者进行管理决策

• 由操作系统提供的接口叫做系统调用
• 对系统调用进行适度封装，从而形成库
• 库调用系统，库调用接口在上，系统调用接口在下

三、进程

• 当程序从硬盘外设通过冯诺依曼系统加载到内存，此时程序叫做进程。
• PCB描述进程
  把描述进程的所有信息的那条记录叫做PCB（process control block）

linux下的PCB：task_struct：存放在/usr/src/kernels/2.6.32-431.el6.i686/include/linux/sched.h

---

1. 优先级：相对于其他进程的优先级。
2. 程序计数器：程序中即将被执行的下一条指令的地址。
3. 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指针。

怎么算这个进程在系统中是否被拿走了？

• 1、把现在所占用用的资源让了
• 2、抹掉这个进程的信息

如何删掉一个进程？

• 进程在内存中主要是 代码和数据 还有信息
• 1、把代码和数据 还有信息拿掉，2、把对应的pcb拿掉。

windows怎么管理进程？

和linux一样

拓展：

• 1、硬件中断技术的出现，进而软件片上有了分时系统，时间片轮转。
• 2、进程:
  从用户角度看：进程是程序的一次动态执行过程。
  从操作系统角度看：
  1)进程是操作系统分配内存，cpu时间片等系统资源的基本单位。
  2）每个进程有自己独立的虚拟地址空间和进程状态。
  3）进程是分配资源的最小单位。
• 3、程序：为了执行特定任务的一系列指令的有序集合。

• 4、进程是程序的一次执行过程，需要保存进程的现场信息，这些信息需要一个数据结构来保存，在c语言中用结构体，我们将这个结构称之为PCB（process control block) PCB是操作系统感知一个进程存在的重要数据结构。

• 5、程序：代码段+数据段
  进程：代码段+数据段+堆栈+PCB
  PCB {
  pc 下一条指令的地址
  esp 栈顶指针
  ebp 基址
  }

6、进程和程序的区别：

   1）进程是动态的，程序是静态的
   2）进程是短暂的，程序是永久的
   3）进程有PCB
   4）一个进程只能对应一个程序，一个程序可以对应多个进程

查看进程：

方法一：

方法二：



cwd当前工作目录
exe绝对路径
方法三：

方法四：

杀死一个进程：

查看正在运行时的进程：

多次运行后子进程就会发生改变

等待进程结束后就查看不到了：


列出
获取子进程和父进程，多次运行后，发现父进程一直不变，子进程每次都做相应的改变：

通过系统调用创建进程-fork初识

  1 #include
  2 #include
  3 #include                                   
  4 int main()
  5 {
  6     int ret=fork();
  7     if(ret<0)
  8     {
  9         perror("fork");
 10         return 1;
 11     }
 12     else if(ret==0)
 13     {
 14         printf("I am child:%d!,ret :%d\n",getpid(),re    t);
 15 
 16     }
 17     else//father
 18     {
 19         printf("I am father:%d!,ret:%d\n",getpid(),re    t);
 20     }
 21     sleep(1);
   }

验证了若一个子进程创建成功，父进程会返回一个子进程id，子进程返回0。

进程状态

• R运行状态：并不意味着进程一定在运行，它表明进程要么是在运行队列里。
• S睡眠状态：意味着进程在等待事件完成（睡眠也叫可中断睡眠）。
• D磁盘休眠状态：有时也叫不可中断睡眠状态，在这个状态的进程可以通过发送SIGCONT信号让进程继续运行。
• X死亡状态：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。

Z-僵尸进程

• 僵尸状态：当进程退出并且父进程（使用wait()系统调用）没有读取到子进程退出的返回代码时就会产生僵尸（死）进程。
• 僵尸进程会以终止状态保持在进程表中，并且会一直等待父进程读取退出状态代码。
• 所以，只要子进程退出，父进程还在运行，但父进程没有读取进程状态，子进程进入Z状态。

查看僵尸进程：

第一个终端：

第二个终端：

僵尸进程危害：

• 1）子进程一直处于Z状态。
• 2）Z状态一直不退出，PCB一直都要维护。
• 3）造成内存资源的浪费。
• 4）会造成内存泄漏。

孤儿进程：

• 父进程先退出，子进程就称之为“孤儿进程”

ps axj

父进程为1的为孤儿进程

进程优先级

• 查看系统进程：

修改进程优先级的命令：

 - renice：调整已存在进程的nice :renice -5 -9 5200

 - nice：启动进程前调整nice :nice -n -5 ./a.out

用top命令更改已存在进程的nice；

四、环境变量：

常见的环境变量

• 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系统时，默认的目录）

• HISTSIZE：指保存历史命令记录的条数
• SHELL：当前Shell，它的值通常是/bin/bash

查看环境变量方法：

root和普通用户分别执行echo $HOME
- echo $NAME: 你的环境变量名称

• 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
  通过代码如何获取环境变量：
• 命令行第三个参数

#include
  2 int main(int argc, char *argv[],char* env[])
  3 {
  4     int i=0;
  5     for(;env[i];i++)
  6     {
  7         printf("%s\n",env[i]);
  8     }
  9     return 0;
 10 }             

通过第三方变量environ获取

1 #include
  2 int main(int argc,char *argv[])
  3 {
  4  extern char **environ;
  5  int i=0;
  6  for(;environ[i];i++)
  7  {
  8      printf("%s\n",environ[i]);
  9  }
 10  return 0;                                           
 11 }

通过系统调用获取或设置环境变量

• putenv
• getenv
  1）设置环境变量： int putenv(const char*str) str的格式：”name=value”
  2）获得环境变量：

  1 #include
  2 #include
  3 int main()
  4 {
  5     printf("%s\n",getenv("PATH"));                   
  6     return 0;
  7 }

环境变量通常是具有全局属性，可以被子进程继承下去

1 #include                                    
  2 #include
  3 int main()
  4 {
  5     char* env=getenv("MYENV");
  6     if(env)
  7     {
  8         printf("%s\n",env);
  9     }
 10     return 0;
 11 }

• 环境变量

  定义变量： name=value # 等号左右不能有空格
  删除变量： unset name

• 1、直接运行出不来结果，说明该环境变量不存在
• 2、如果只进行MYENV=”hello world”,不调用export导出，不会出现结果
• 3、导出环境变量 export MYENV=“hello world” ，再运行就出现hello world，说明环境变量是可以被子进程继承下去的
• 本地变量只能在当前进程使用。
  set：打印更多的变量
  env；只打印环境变量
  export：把普通变量导成环境变量 export name

只要把可执行程序移到/bin目录下，就可以不加./直接运行。

拓展：
1、pstree | grep -A2 -B2 bash 树状打印bash进程的前两行和后两行

2、问题：
1)、系统有那些环境变量？
env 命令

2)、将自己定义的环境变量放在哪里？ 终端打开就存在该环境变量
登录shell之前，会执行~/.bash_profile 文件，本用户的配置
/etc/profile 整个系统所有 所有用户的配置