Day3_IO进程线程

• linux中库的制作

  • 库在系统中是一个二进制文件，他是由 .c文件（该文件不含main函数）编译而来的，库一旦做好后，其他文件就可以直接使用该库了，库分为静态库和动态库，不同的操作系统，库的形式有所不同，库的本质是源程序编译生成的二进制文件，使用时更加安全可靠

    • windows

      • 静态库：xxx.lib

      • 动态库： xxx.dll

    • linxu

      • 静态库：libxxx.a

      • 动态库：libxxx.so

  • 静态库

    • 所谓静态库，是由xxx.c程序编译生成的一个lib库名.a的一个二进制文件，当你需要改库的某个函数时，秩序编译主程序时，连接该库即可使用

    • 静态库体现在：当gcc编译的时候，会将你的主程序和库最终生成一个可执行程序，使用时就不需要在去其他地方找库的位置了，这就导致可执行程序的大小比较大，由于直接将库中的内容封装在可执行程序中了，所以使用起来比较方便，效率较高，缺点是可执行程序体积较大

    • 静态库制作过程

      • 准备对应的源程序和头文件

      • 将程序编译生成静态库

      • 使用静态库

    • 库的命名规范

      • 以lib开头，后面是紧跟库的名字，以 .a 结尾

    • 多文件进行编译

  • 动态库

    • 所谓动态库，也是一个二进制文件，后缀是lib库名.so ，当需要使用该库中的函数时，直接进行调用即可

    • 动态库的制作过程

      • 准备对应的源程序和头文件

      • 将源程序编译生成动态库

      • 使用动态库

      • 当执行可执行程序时，会有错误，无法执行，解决办法3个

        • 在命令行中，输入指令，更改库的路径，但是该操作只在当前终端有效

        • 将自定义的库放在/usr/lib 或者 /lib中，也能进行操作

        • 更改根目录下的 sudo vi /etc/ld.so.conf.d/libc.conf ，将自定义库的路径放入该文件中即可

• 多进程

  • 进程概念

    • 进程

      • 正在执行的程序（程序的一次执行过程）

      • 进程就是正在执行的任务，是一个动态的过程，有声明周期，会随着进程的创建而分配资源，随着进程的消亡而释放空间

      • 进程是计算机分配资源的最小空间，每个进程计算机都会为其分配4G的虚拟内存，其中0 —3 G是用户空间，3—4G是内核空间

      • 每个进程都独立拥有自己的0-3G的用户空间，并且素有进程会共享3-4G的内核空间

      • 0-3G的用户空间，又分为

        • 栈区

        • 堆区

        • 静态区

      • 3-4G的内核空间中，通过一个task——struct类型的结构体来表述一个进程，进程控制块：pcb

      • 进程之间是相互独立的，可以单独被调度器进行调度

      • 系统在调度进程时的调度原则：时间片轮询，上下文切换

    • 进程的内存管理

      • 每个进程都会拥有4G的虚拟内存

      • 0-3G是用户空间，程序就放在该空间中，3-4G是内核空间代码使用

  • 进程和程序的区别

    • 进程是动态的，是程序的一次执行过程，有生命周期，多个进程拥有自己的0-3G的用户空间，共享3-4G的内核空间

    • 程序是静态的，没有所谓的生命周期，知识存储在磁盘上的二进制文件而已

  • 进程的组成

    • 每个进程由三部分组成

      • 进程控制块 PCB

        • 进程控制块是由task_struct结构体控制，该结构体中，记录了进程的所有相关信息，其中就包含了进程id: PID号

      • 数据段

        • 用来存放程序执行过程中的数据的

      • 程序段

        • 存放进程的可执行程序代码的 ：.txt

• 进程的种类

  • 进程一共有三种

    • 交互进程

      • 它是由shell脚本控制，可以直接跟用户进行交互，例如：文本编辑器

    • 批处理进程

      • 维护了一个队列，被放在队列中的进程，统一进行操作，但是需要指定进程的优先级，例如，使用gcc编译器一步到位进行编译程序

    • 守护进程（服务）

      • 脱离了终端而存在，会随着系统的启动而启动，随着系统的关闭而消亡，例如：计算机中的服务进程

• 进程的PID概念

  • PID：进程的唯一标识（process ID）

  • PPID :父进程的id号

  • 进程的pid是进程的唯一标识，他是一个大于等于0的整数，并且每个进程的pid是独一无二的

  • 在一个linux 系统中，能够创建出的进程数是有限的，可以通过指令进行查看：cat /proc/sys/kernel/pid_max

  • 在根目录下的proc目录下，所有以数字开头的都是正在运行的进程号

• 特殊的进程

  • 当系统启动后，会默认启动三个进程，进程号分别是：0，1，2

  • 0号进程（idel）

    • 他是linux系统在启动时，默认启动的第一个进程，这个进程叫做空闲进程，当没有其他进程执行时，才会执行该进程

  • 1号进程（init）

    • 该进程是由0进程产生，用于完成进程的初始化工作，当某个进程的父进程结束，那么这个进程就是孤儿进程，孤儿进程会被1号进程收养

  • 2号进程（kthreadd）

    • 该进程也是由0号进程产生，也被称为调度进程，当某个进程的时间片用完后，由2号进程完成调度功能

• 有关进程的相关linux指令

  • 查看进程的命令

    • ps

      • ps -ef

        • 用于显示进程间的关系

          • UID

            • 用户的id号

          • PID

            • 进程的id号

          • PPID

            • 父进程号

          • C

            • 没啥用

          • STIME

            • 开始运行的时间

          • TTY

            • 如果TTY对应的是问好，说明该进程不依赖于任何终端而存在

          • TIME

            • 时间

          • CMD

            • 进程名称

      • ps -ajx

        • 可以显示进程的状态（常用）

          • SID

            • 会话id号

          • TPGID

            • 如果该值位-1，标识这时一个守护进程

          • STAT

            • 进程的状态

        • ps -ajx | grep 名称a

          • 查看所有名称a的进程的状态

      • ps -aux

        • 可以显示进程所在计算机资源的百分比

    • kill指令，给进程发信号

      • kill -l

        • 查看所有信号

        • 一共由62个信号，其中前30个是稳定的信号，后面是不稳定的信号

        • 9号 SIGKILL

          • 结束一个进程

        • 19号 SIGSTOP

          • 暂停一个进程，相当于快捷键：ctrl +z

        • 2号 SIGTINT

          • 中断一个进程，相当于快捷键： ctrl +c

        • 18号 SIGCONT

          • 继续一个进程

        • 10号 SIGUSR1，12号 SIGUSR2

          • 系统给用户提供的两个自定义信号

          • 不连续

      • kill -信号号 PID

        • 给一个进程发信号

      • killall 进程名a

        • 杀死所有名为进程名a的进程

      • pidof

        • 可执行程序名：查看某个进程的pid

      • top

        • 动态查看运行的进程状态

      • pstree

        • 显示进程的关系树

• 进程的状态

  • man ps

    • D

      • 不可中断的休眠状态

    • R

      • 运行态

    • S

      • 可中断的休眠状态

    • T

      • 停止态

    • t

      • 调试代码时的停止态

    • W

      • 现版本已取消

    • X

      • 死亡态，不能被看到

    • Z

      • 僵尸态，进程结束了，父进程没有回收

    • 附加状态

      • <

        • 高优先级进程

      • N

        • 低优先级进程

      • L

        • 锁在内存中的进程，不会进入交换分区

      • s

        • 会话组组长

      • l

        • 拥有多线程的进程

      • +

        • 前台运行的进程

• 进程的切换

  • 运行程序，查看状态

  • 对着正在执行的进程，按ctrl+z，相当于 kill -19 pid， 会暂停一个进程

    • kill -19 pid需要在终端另一个界面操作

  • 想要让该进程重新运行，kill -18 pid（后台运行），或者 bg 作业号（后台运行）

    • 查看一个进程的作业号 ：jobs -l

    • 如果停止的进程只有一个，则直接输入指令bg 即可让其进入后台运行状态

  • 让一个后台运行的程序编程前台运行： fg 作业号

    • 如果只有一个作业，则直接使用 fg即可

• 进程的创建

  • 进程的创建过程，子进程时拷贝父进程的资源得到的，进程在内核空间通过task_struct 结构体进行控制，以及拷贝工作，新进程的创建，时直接拷贝父进程得来，但是需要修改一些很少的数据，比如，pid，但是保留了绝大部分的遗传基因，父进程在创建子进程之前定义的所有资源，子进程都有

  • fork

    • 进程创建函数

    • 通过拷贝父进程得到子进程

    • 无参数

    • 返回值：成功，父进程会得到子进程的pid的值，子进程中得到的是0，失败返回父进程中返回 -1，子进程创建失败，并置为错误码

  • 不关注fork 的返回值

    • 多次使用fork产生的结果是2^n个进程