Linux中的进程、fork、进程状态、环境变量
1、进程
1.1 PCB
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，它会被装载到RAM(内存)里并且包含着进程的信息。
1.2 task_ struct内容分类
标示符: 描述本进程的唯一标示符，用来区别其他进程。
状态: 任务状态，退出代码，退出信号等。
优先级: 相对于其他进程的优先级。
程序计数器: 程序中即将被执行的下一条指令的地址。
内存指针: 包括程序代码和进程相关数据的指针，还有和其他进程共享的内存块的指针
上下文数据: 进程执行时处理器的寄存器中的数据[休学例子，要加图CPU，寄存器]。
I／O状态信息: 包括显示的I/O请求,分配给进程的I／O设备和被进程使用的文件列表。
记账信息: 可能包括处理器时间总和，使用的时钟数总和，时间限制，记账号等。
其他信息
1.3 查看进程
linux操作系统中的进程信息可以在目录/proc/下查看，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
1.4 通过系统调用获取进程标示符
进程id（PID）
父进程id（PPID）
1.5 通过系统调用创建进程-fork
2、进程状态
为了弄明白正在运行的进程是什么意思，我们需要知道进程的不同状态。一个进程可以有几个状态（在Linux内核里，进程有时候也叫做任务）。
R运行状态（running）: 并不意味着进程一定在运行中，它表明进程要么是在运行中要么在运行队列里。
S睡眠状态（sleeping): 意味着进程在等待事件完成（这里的睡眠有时候也叫做可中断睡眠（interruptible sleep））。
D磁盘休眠状态（Disk sleep）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停止状态（stopped）： 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。
X死亡状态（dead）：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。
2.1 进程状态查看
ps aux / ps axj 命令2.2 Z(zombie)-僵尸进程
僵死状态（Zombies）是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
僵死进程会以终止状态保持在进程表中，并且会一直在等待父进程读取退出状态代码。
所以，只要子进程退出，父进程还在运行，但父进程没有读取子进程状态，子进程进入Z状态来一个创建僵死进程例子：
#include
#include
using namespace std;
int main() {
size_t id = fork();
int tag = 5;
if (id) {
//父进程
while (1) {
cout << "I am father!" << endl;
sleep(1);
}
}
else {
//子进程
while (tag){
cout << "I am child! " << tag-- << endl;
sleep(1);
}
}
return 0;
}
僵尸进程危害
进程的退出状态必须被维持下去，因为他要告诉关心它的进程（父进程），你交给我的任务，我办的怎么样了。可父进程如果一直不读取，那子进程就一直处于Z状态
维护退出状态本身就是要用数据维护，也属于进程基本信息，所以保存在task_struct(PCB)中，换句话说，Z状态一直不退出，PCB一直都要维护
那一个父进程创建了很多子进程，就是不回收，是不是就会造成内存资源的浪费？是的！因为数据结构对象本身就要占用内存，想想C中定义一个结构体变量（对象），是要在内存的某个位置进行开辟空间！就会造成内存泄露！
2.3 孤儿进程
父进程如果提前退出，那么子进程后退出，进入Z之后，那该如何处理呢？
父进程先退出，子进程就称之为“孤儿进程”
孤儿进程被1号init进程领养，当然要有init进程回收。
#include
3 #include
4
5 using namespace std;
6
7 int main() {
8
9 size_t id = fork();
10 int tag = 5;
11 if (id) {
12 //父进程
13 while (tag) {
14 cout << "I am father! " << tag-- << endl;
15 sleep(1);
16 }
17 }
18 else {
19 //子进程
20 while (1) {
21 cout << "I am child !" << endl;
22 sleep(1);
23 }
24 }
25
26
27 return 0;
28
29 }
3、环境变量
环境变量(environment variables)一般是指在操作系统中用来指定操作系统运行环境的一些参数如：我们在编写C/C++代码的时候，在链接的时候，从来不知道我们的所链接的动态静态库在哪里，但是照样可以链接成功，生成可执行程序，原因就是有相关环境变量帮助编译器进行查找。环境变量通常具有某些特殊用途，还有在系统当中通常具有全局特性
3.1 常见环境变量
PATH : 指定命令的搜索路径
HOME : 指定用户的主工作目录(即用户登陆到Linux系统中时,默认的目录)
SHELL : 当前Shell,它的值通常是/bin/bash。
查看环境变量的方法：
echo $NAME比如：
echo $PATH
3.2 和环境变量相关的命令
1. echo: 显示某个环境变量值
2. export: 设置一个新的环境变量
3. env: 显示所有环境变量
4. unset: 清除环境变量
5. set: 显示本地定义的shell变量和环境变量
3.3 通过代码来获取环境变量
命令行第三个参数
#include
using namespace std;
int main(int argc, char* args[], char* env[]){
for (int i = 0; env[i]; i++) {
cout << env[i] << endl;
}
return 0;
}
3.4 环境变量通常是具有全局属性的
#include
#include
int main()
{
char * env = getenv("MYENV");
if(env){
printf("%s\n", env);
}
return 0;
} 直接查看，发现没有结果，说明该环境变量根本不存在
导出环境变量
export MYENV="hello world"
再次运行程序，发现结果有了！说明：环境变量是可以被子进程继承下去的！
这个程序的进程是继承bash进程的