Linux进程概念(一)

文章目录

  • Linux进程概念
    • 查看进程
    • 杀死进程
    • 进程标识符
  • 手动创建进程的方式
    • fork函数创建进程
  • 进程状态
    • 运行态
    • 阻塞态和挂起


Linux进程概念

前文我们了解了,进程的基本概念,在课本上被描述为,正在执行的程序,在linux内核上,认为进程是担当分配系统资源(CPU时间,内存)的实体。

进程=内核描述数据结构(PCB)+代码和数据

在Linux中,PCB为task_struct,它会被装载到RAM(内存)里并且包含着进程的信息。

本文我们主要是了解进程的部分概念。

查看进程

查看进程的方式有很多种,前文我们介绍了在/proc 系统文件中查看,在该文件目录下,进程就是一个又有一个数字目录。

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ps的使用

语法:ps ajx 可以查看当前所有进程

ps ajx | grep 程序/文件名 来查看程序/文件的进程信息

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解释:

ps ajx | grep proc 可以在所有进程信息中,查找到proc的进程信息

ps ajx | head -1 表示将进程的属性的描述信息显示

ps ajx | head -1 && ps ajx | grep proc 显示进程proc的相关信息,并带上进程属性的描述

ps ajx | head -1 && ps ajx | grep proc | grep -v grep 不显示grep的进程信息

&&可以用分号代替,使得两条指令能一起执行,将执行的结果一并展示出来。

杀死进程

语法:kill -9 PID

向执行的PID进程发送9号信号,正在运行的PID进程显示killed,被杀死
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进程标识符

PID:进程ID

PPID:父进程ID

获取标识符的方式:getpid()、getppid()

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注意:getpid()和getppid()都是系统调用函数,来通过该函数来访问操作系统,得到自己的进程信息,重新运行程序子进程的PID会发生变化,但是父进程ID不会发生变化。

bash是所有程序的父进程,将其他程序作为其的子进程,子只有一个父,但是父可有多个子

手动创建进程的方式

我们知道两种创建进程的方式,第一种就是./proc执行程序,以此来创建进程,第二种,使用fork函数来创建进程。

创建进程的方式,有以下两种

  • ./运行程序 指令级别
  • fork函数 代码级别

fork函数创建进程

fork函数用来创建子进程。

两种结果

  • 成功创建子进程,子进程返回0,父进程返回的是子进程的PID
  • 创建失败,父进程返回-1

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Linux进程概念(一)_第6张图片

#include
#include
#include
int main()
{
    
    printf("这是一个进程,PID为:%d,PPID为:%d\n",getpid(),getppid());
    sleep(1);
    //fork()创建子进程
    pid_t id =fork();
    
    if(id == 0)
    {
        //表示子进程
        while(1)
        {
            printf("子进程,PID为:%d,PPID为:%d\n",getpid(),getppid());
            sleep(1);
        }
    }
    else if(id > 0)
    {
        //父进程,PID是一个非负数
        while(1)
        {
            printf("父进程, PID为:%d,PPId为:%d\n",getpid(),getppid());
            sleep(1);
        }
    }
    else{
        //创建子进程失败
        printf("创建子进程失败\n");
    }
    return 0;
}

问题:

  1. 为什么fork要给子进程返回0,给父进程返回子进程的PID?
  2. 一个函数是如何做到返回两次的?如何理解?
  3. 一个变量怎么会有不同的内容?如何理解?
  4. fork函数到底在干什么?干了什么?
  5. 进程调用的顺序
  6. bash是如何创建的,以及与fork的关系

为什么fork要给子进程返回0,给父进程返回子进程的PID?

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总结:返回不同的返回值,是为了区分父子进程,使得执行不同的代码块

一个函数是如何做到返回两次的?如何理解?
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两个返回值的实现依赖于,在创建子进程之后,父子进程共享代码

一个变量怎么会有不同的内容?如何理解?

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在任何平台,进程在运行的时候,都是具有独立性的,子进程是和父进程开始指向同一数据的,但是如果子进程修改某一数据,就会发生写时拷贝,指向开辟的空间。

fork函数到底在干什么?干了什么?
Linux进程概念(一)_第10张图片

fork函数就是创建子进程,然后根据进程的不同返回不同的数据。

进程调用的顺序

调度器:是一种执行选取进程的算法,决定选取哪一个进程放在CPU上执行。

父子进程创建完毕之后,谁先运行是由调度器来决定的,所以不知道谁先被执行

bash是如何创建的,以及与fork的关系

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进程状态

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运行态

运行态,顾名思义,该进程现在是可以被执行的,已经准备好被调用了。
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注意:一个进程是否是运行态,看这个进程是否被放在运行队列(runqueue中),一个CPU只有一个运行队列(runqueue)

阻塞态和挂起

Linux进程概念(一)_第14张图片

阻塞态,就是等待I/O完成的进程,需要I/O的进程去找对应的外设,连接外设的struct task_struct* head,形成链表,然后在等待输入数据的过程,这就是阻塞

挂起,就是由于操作系统空间不足时,我们将阻塞态的进程的空闲的代码和数据,换出(从内存放在硬盘中),这就叫做挂起。一般的挂起指的是阻塞挂起,运行挂起一般不出现。

换出是暂时调离内存,放在硬盘中,换入是被操作系统调入内存中,重新等待被执行。

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