【Linux】总结2-进程篇2

创建子进程

• fork()：让一个正在运行的进程调用该函数，可以让运行的进程创建出来一个子进程，两者是父子关系。fork函数的返回值：失败返回-1，成功返回两次：父进程返回子进程的PID，子进程返回0。

• 子进程拷贝父进程的PCB；父子进程代码共享 ，因为子进程拷贝父进程的PCB，所以拥有相同的代码；数据独有（栈区的数据、堆区的数据）：因为父子进程各自有各自的程序地址空间；父进程将子进程创建出来之后，子进程就是一个独立的进程，被操作系统独立进行调度，调度的时候和父进程无关，并且 父子进程也是抢占式执行

• 父子进程代码相同，那子进程是从哪行代码开始执行的呢？从fork之后开始执行的，因为子进程有着和父进程一样的PCB，PCB中的程序计数器保存了程序要执行的下一条指令，这条指令一定是fork之后的汇编代码

• 正常在命令行当中启动的进程，它的父进程是bash，bash是一个具体的命令行解释器，命令行解释器本质也是一个进程，在命令行中启动一个进程，原理是：命令行解释器的进程创建子进程，让子进程进行程序替换，替换为目标程序

僵尸进程

• 僵尸状态：Z+，子进程变成了僵尸状态的进程被称为僵尸进程
• 产生原因：子进程先于父进程退出，子进程在退出的时候，会告知父进程，父进程接收到信息之后是忽略处理，父进程并没有回收子进程的退出状态信息，从而导致子进程变成僵尸进程。
• 危害：子进程的PCB（struct task_struct{…}）没有被操作系统内核释放，从而导致内存泄漏
• 如果解决：终止其父进程、重启操作系统、进程等待

孤儿进程

• 有孤儿进程，但是没有孤儿状态！
• 产生原因：父进程先于子进程退出，既定回收子进程的父进程不在了，所以子进程就变成孤儿了，称之为孤儿进程
• 孤儿进程的退出信息由谁回收呢？1号进程。1号进程是操作系统的init进程，操作系统的很多进程都是该进程创建出来的，孤儿进程的父进程变成了1号进程，也就意味着，该孤儿进程退出的时候，退出的状态信息是由1号进程进行回收的
• 孤儿进程有危害吗？没有，因为1号进程会回收孤儿进程的退出状态信息，不会产生内存泄漏

前台进程/后台进程

• 前台进程：阻塞bash运行的进程，进程状态带有+号
• 后台进程：不阻塞bash运行的进程，进程状态不带有+号
• 在命令行当中运行的进程，一般情况下都是要阻塞bash进程的运行的

环境变量

• 参考之前博文：环境变量_林深方见鹿的博客-CSDN博客

进程虚拟地址空间

• 虚拟地址：我们在C/C++中看到的地址，全部都是虚拟地址，不是物理地址，物理地址我们用户一概看不到，由OS统一管理，OS需要负责将程序当中的虚拟地址转换为物理地址

• 进程虚拟地址空间：操作系统为每一个进程虚拟出来一个4G的虚拟地址空间（32位操作系统 ），程序在访问内存的时候，使用的是虚拟地址进行访问，既然是OS虚拟出来的地址，所以并不能直接存储数据，存储数据依然是存储在真实的物理内存当中的。所以OS需要将虚拟地址转化位物理地址进行访问（页表映射）

• 为什么要使用进程虚拟地址空间呢？因为各个进程访问同一个物理地址空间，会造成不可控。在有限的内存空间中，进程是不清楚哪些内存被其他进程使用，哪些内存是空闲的，进程是没办法知道的。所以在这种场景下，冒昧的使用，一定会导致多个进程在访问物理内存的时候出现混乱，所以，内存由操作系统统一管理起来，但是又不能采用预先分配内存的方式给进程，因为OS也不清楚进程真正要保存多少数据，使用多久。所以，就虚拟的给每一个进程都分配了4G的地址（虚拟地址）

  进程真正的要保存地址或者申请内存的时候，操作的是虚拟地址，之后再让OS给进程分配物理内存，这样就比较合理，同时在真正使用的时候分配也节省很多空间。

• CPU 通过物理总线访问内存，那么访问地址的范围就受限于机器总线的数量。

  在32位机器上，有32根地址线，每根地址线有高低两种电位分别代表 bit 的 1 和 0，所以，最小就是0x00000000，最大即0xFFFFFFFF，就是4G。

  所以说 32 位机器上插入大于 4G 的内存是无效的，CPU 访问不到多于 4G 的内存。