0802|IO进程线程 day5 进程概念

一、进程的基础

1.1 什么是进程

1）进程是程序的一次执行过程

• 程序：是静态的，它是存储在外存上的可执行二进制文件；
• 进程：动态的概念，它是程序的一次执行过程，包括了进程的创建，调度、消亡，是存在于内存中的。

2）进程是独立的，可以被CPU调度的任务

• Linux中的调度机制：时间片轮询机制；
• 操作系统会给每一个进程分配时间片，当时间片结束后，cpu资源会切走，当前进程等待下一次调度。

3）进程在被调度的时候，系统会分配和释放各种资源（CPU资源，内存资源，进程调度块(PCB)）。

1.2 进程的五种状态及五态图

五种状态：

1. 创建态
2. 就绪态
3. 运行态
4. 阻塞态
5. 终止态

ps：进程运行过程中有5种种状态，运行态只是进程运行过程中的一种状态。

五态图：

1.3 进程的内存分布【重点】

1）内存分布

1. 在Linux操作系统中，每个进程都会被分配4G的内存空间（虚拟内存）；
2. 其中0-3G是用户空间代码使用，每个进程相互独立；
3. 其中3-4G是内核空间，所有进程共享。

每个进程的用户空间都有自己独立的区：

1> 静态存储区 2> 堆区 3> 栈区

2）虚拟内存和物理内存

虚拟内存和物理内存之间的关系--->映射关系

物理内存：

• 硬件上（内存条上）真正存在的存储空间。

虚拟内存：

• 程序启动后，会分配4G的虚拟地址空间，用户只能访问到虚拟地址空间。当要使用的时候，由虚拟地址映射到物理地址上。
• 32位操作系统，指针变量的大小为4bytes，取值范围为[0, 2^32-1]，所以寻址范围为4G
• 64位操作系统，指针变量的大小为8bytes，只取了前48bit存储地址，所以寻址范围是256TB

虚拟内存的目的：

• 动态分配内存。

 

1.4 进程是资源分配的最小单位【重点】

以进程为单位分配和释放各种资源。

1. 内存资源的申请和释放；
2. 文件描述符表：每个进程都有自己的1024个文件描述符；
3. 时间片；
4. 管理自己的虚拟地址空间，使用的时候映射到物理地址上；

... ...

1.5 进程标识

操作系统会给每一个进程分配一个编号，这个编号就是进程号。

主要进程标识

• 进程号：PID (process id)
• 父进程号：PPID (parent process id)
• 进程组号：PGID (process group id) 若干个进程的集合，称之为进程组，默认情况下新创建的进程会继承父进程的组ID
• 会话组号：SID (session id) 若干个进程组的集合，称之为会话组，默认情况下新创建的进程会继承父进程的会话ID

操作系统刚启动的时候，会启动三个进程。三个特殊的进程号：

• 0 idle进程 操作系统引导程序，创建1号，2号进程。
• 1 init进程 初始化内核的各个模块，当内核启动完成后，用于收养孤儿进程（没有父进程的进程）
• 2 kthreadd进程 用于进程间调度。

1.6 进程相关的shell指令

1) ps -aux

功能：显示进程占计算机资源的百分比；

USER        PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND

2) ps -ajx

功能：显示进程之间的关系

PPID     PID    PGID    SID     TTY       TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
父进程  进程号  进程组  会话组

3) pidof

功能：根据进程名字获取PID号；
格式：
    pidof a.out

4) pstree

功能：显示进程关系树

5) kill

kill -9  pid            根据pid号杀死进程
killall -9  进程名字    根据进程名字杀死进程

6) 进程的STAT

               D    不能被中断的阻塞状态
               R    运行状态
               S    可以被中断的阻塞状态
               T    被信号控制的挂起状态
               t    进程被调试的挂起状态

               X    死亡态，死亡是一瞬间的，该状态永远看不到
               Z    僵尸状态，当前进程退出后，父进程没有为其收尸。
               


               <    高优先级的
               N    低优先级的
               L    有些页被锁进内存
               s    会话组组长
               l    多线程
               +    运行在前端