作者: 主页
我的专栏 C语言从0到1 探秘C++ 数据结构从0到1 探秘Linux 菜鸟刷题集 欢迎关注:点赞收藏✍️留言
码字不易,你的点赞收藏❤️关注对我真的很重要,有问题可在评论区提出,感谢阅读!!!
本篇我们将正式进入Linux的世界,首先先要讲的就是进程,进程是什么?怎么描述?如何组织、查看?如何创建?本篇都将详细讲解~
实际上,我们启动一个软件的本质上就是启动了一个进程,在Linux系统中运行 ./a.out 时,其实就是在系统的层面上创建了一个进程,如下:
#include
#include
int main() {
while(1)
{
printf("hello world!\n");
sleep(1);
}
return 0;
}
按照之前操作系统篇讲过的先描述再组织,所以可以预言系统中会存在一个管理对应进程的结构体,因为不同的进程的属性不同,不可能直接管理进程,只能通过一个结构体来管理它,这个结构体的内容应该包括该进程的各个属性,我们之后叫它PCB(process control block),当然不同的系统中的叫法可能不同,但是理念是一样的。
区分程序和进程:
程序的本质是一个静态文件,存储在磁盘中
进程是对应的代码+数据+进程对应的PCB结构体
进程信息被放在一个叫做进程控制块的数据结构中,可以理解为进程属性的集合。
课本上称之为PCB(process control block)
,Linux
操作系统下的PCB
是: task_struct
在Linux中描述进程的结构体叫做task_struct
。
task_struct
是Linux内核的一种数据结构(双向链表),它会被装载到RAM(内存)里并且包含着进程的信息。
进程PID
是在当前操作系统中唯一标识一个进程的标识符。
进程状态: 任务状态,退出代码,退出信号等。
进程状态:
三种状态:
运行态
:正在拿着CPU资源进行运算的进程所持有的状态
就绪态
:一切的准备资源都准备就绪了,等待操作系统分配CPU资源
阻塞态
:等待某种资源到来之后才能进行运算
细分状态:
R:运行状态
S:可中断睡眠状态:意味着进程在等待事件完成
D:不可中断睡眠状态:有时候也叫不可中断睡眠状态(uninterruptible sleep),在这个状态的进程
通常会等待IO的结束。
T:暂停状态:可以通过发送 SIGSTOP 信号给进程来停止(T)进程。这个被暂停的进程可以通过发
送 SIGCONT 信号让进程继续运行。
t:跟踪状态,当进程被gdb调试时会产生t
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:僵尸状态:一个比较特殊的状态。当进程退出并且父进程没有读取到子进程退出的返回代码时就
会产生僵死(尸)进程
可以在内核源代码里找到它。所有运行在系统里的进程都以task_struct链表的形式存在内核里。
大多数进程信息同样可以使用top和ps这些用户级工具来获取
#include
#include
#include
int main() {
while(1)
{
printf("hello world!\n");
sleep(1);
}
return 0;
}
ps aux | grep mycode | grep -v grep
- 进程id(PID)
- 父进程id(PPID)
返回0为子进程,返回大于0(子进程PID)为父进程,返回小于0,创建失败
#include
#include
#include
int main()
{
printf("pid: %d\n", getpid());
printf("ppid: %d\n", getppid());
return 0;
}
代码是逻辑,一般不可被修改,数据,即可读又可写。
进程是有独立性的,父子进程fork完毕后,谁先运行是不确定的,这个有调度器决定。
测试代码:
#include
#include
int main(int argc, char *argv[]) {
printf("begin fork...\n");
fork();
printf("end fork...\n");
return 0;
}
#include
#include
int main(int argc, char *argv[]) {
printf("create process failed\n");
pid_t pid=fork();
if(pid<0)
{
printf("create process failed\n");
}
else if(pid == 0)
{
printf("create child success\n");
}
else
{
printf("create parent success\n");
}
printf("end fork...\n");
return 0;
}
结果:
pid进入两个分支说明了有两个pid值,也就说明fork有两个返回值,
为什么会有两个返回值?
因为fork内部,父子各自会执行自己的return语句
返回两次,并不意味着缓存两次。(以后讲)
return后核心代码都执行完了吗?
完成了
fork函数是怎么新建进程的?
操作系统和CPU运行某个进程,本质就是从task_struct链表中挑一个task_struct来执行它的代码,只要想到进程就要优先想到对应的task_struct,而进程调度就变成了在task_struct链表中选择一个进程的过程,fork函数就是再创建一个进程和task_struct,并将这个task_struct添加到task_struct队列中。
为什么给子进程返回0,父进程返回子进程的pid?(感性分析一下,并不完全正确)
子进程只有一个父进程,而父进程可以有多个子进程,fork之后,给父进程返回子进程的pid可以方便父进程对子进程进行管理,而父进程对子进程是唯一的,子进程只需要知道自己是否创建成功,成功创建后的父进程是谁即可。
既然子进程有父进程,那最终的父进程是谁?
是bash,bash是所有进程的父进程,验证如下: 子进程的ppid是父进程的pid,而父进程的ppid是bash,所以bash是所有进程的父进程。
代码:
#include
#include
int main()
{
int ret=fork();
if(ret<0)
{
printf("fork error!\n");
}
else if(ret==0)
{
printf("i am child:%d ret=%d\n",getpid(),ret);
}
else
{
printf("i am parent:%d ret=%d\n",getppid(),ret);
}
return 0;
}
ps aux | grep 32158
本质上就是新建了一个task_struct加入到系统中
本篇主要讲述了进程的基本概念以及如何描述进程——PCB,并且讲述了如何通过系统调用获取进程标识符,如何创建子进程——初识fork,更为深入的讲解将在后面的文章进行讲述~