【Linux进行时】进程概念

进程的概念

什么是进程呢？

❓首先我们需要认识一下什么叫进程呢？

课本概念：程序的一个执行实例，正在执行的程序等

🔥内核观点：担当分配系统资源（CPU时间，内存）的实体。

上图我们发现进程是一个个可执行程序！

所有，我们以前的任何启动并运行程序的行为------由操作系统帮助我们将程序转换为进程------完成特定的任务

可执行程序（.exe)本质就是一个普通的二进制文件

❓文件是什么呢？ 💡文件等于内容+属性

这个一个个可执行程序（进程）就像我们学生在学校中被管理一样

❓当可执行程序有很多个，都加载到进程里面，那当有成百上千的可执行程序加载到进程，那操作系统会管吗？

❓会管，所以操作系统如何管理进程？

🔥在计算机中，在操作系统内核里面，要为每个进程加载到内存的时候，操作系统会帮我们创建一个数据结构对象，这个东西在操作系统教材叫pcb，在Linux中叫task_struct

这个结构体提取了所有进程的属性

🔥这里的结构体一个个都是独立，因此可以有结构体指针，可以让pcb直接关联起来，就像链表一样

操作系统，要将其中一个进程结束，将其释放它的代码和数据，和task_struct
❓如果想要执行一个优先级最高的要怎么做呢？

🔥因为pcb是用链表的形式，因此我们可以通过pcb的链表找到优先级最高的地方，然后通过pcb找到进程的代码和数据，将这个进程加载到CPU

现在我们新增加一个进程到内存，然后操作系统要管理进程，因此给你创建了一个pcb，因此对进程的管理就变成了对pcb的管理

🔥一般pcb和代码和数据加起来才可以被叫做进程

🔥什么是进程：进程=内核关于进程的相关数据结构+当前进程的代码和数据

❓为什么进程管理中需要pcb？

因为我们要管理进程，pcb就是一个struct结构体

Makefile

myprocess:myprocess.c
	gcc -o myprocess myprocess.c
.PHONY:clean
clean:
	rm -f myprocess.c

myprocess.c

c 复制代码

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
  while(1)
  {
    printf("hello process\n");
    sleep(1);
  }
  return 0;
}

这个./就是将可执行程序加载到内存，就做进程，也就是生成了pcb

ps axj指令

🔥ps axj是查看当前所有的进程,通过管道过滤出我的进程

🔥head -1是把对应的第一个TST界面的输出结果的第一行拿到

🔥拿到属性名

这里的逻辑与是先做完前面的，再做后面的

❓这里这个是什么东西啊？grep自己也就一个进程，如果我们只想看到我们自己的进程，不想看到grep进程呢？

我们这里再开一次渠道，也执行可执行程序

查询/proc

一个进程运行起来都有一个对应的一个PID，除了我们用一些指令查看已经运行的进程以外，我们还可以再系统根目录下的proc目录

proc跟普通文件不一样，他是内存级的文件系统，只有当操作系统的启动才有，我们平常的时候没有

这里很明显，这里用数字命名的都是目录，都是d开头的，特定进程的PID

❓特定进程的pid又是什么呢

🔥我们的进程创建后了后，我们的操作系统会自动的在/proc目录下以我们新增的进程的pid命名的

如果我们的进程删掉了呢？，也就是中止进程

我们会发现我们不能查看了，根本原因就是操作系统会自动把那个文件夹删除回收

父子进程

❓如何查询pid？
ps axj | head -1 && ps axj | grep myprocess | grep myprocess | grep -v grep

中止掉后，那个进程就没有了

❓如何我们自己获取一下进程的pid，来证明程序运行起来就是经常呢？

man getpid一下

返回类型是pid_t，这个类型是操作系统的类型就是一个有符号整数

更改一下myprocess.c

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
int main()
{
  while(1)
  {
    printf("hello process,我是一个进程,我的pid是：%d\n",getpid());
    sleep(1);
  }
  return 0;
}

Ctrl+c可以中止进程

man getppid一下

查看父进程pid

🔥我们发现getpid是查询子进程pid，getppid是查看父进程pid

c 复制代码

 1 #include<stdio.h>
  2 #include<unistd.h>
  3 #include<sys/types.h>
  4 int main()
  5 {
  6   while(1)
  7   {
  8     printf("hello process,我是一个进程,我的pid是：%d\n,我的父进程pid为：%d\n",getpid(),getp    pid());
  9     sleep(1);                                                                              
 10   }                                                                        
 11   return 0;                                                                
 12 }

❓我们发现就算我们中止一次，虽然我们进程会变，但是我们的父进程基本上不变，这是为什么呢？

我们找一下这个父进程，父进程pid：31059

我们要找的不是与31059相关的，而是就是31059的

ps ajx | head -1 && ps ajx | grep 31059

🔥bash命令行解释器，本质上也是一个进程

❓命令行启动的所有的程序，最终都会变成进程，而该进程对应的父进程都是bash（如何做到的呢？）

❓如果我们不想用Ctrl+c中止，我们可以用什么中止呢？
killed -9 对应的pid

❓如何创建的子进程呢？

man forkz,这个fork后面会详细讲，先用用

🔥fork函数

修改一下myprocess.c
🔥批量注释：Ctrl+v变为视图模式，然后按j向下选中区域，然后按切换为大写模式，按i，然后写//
❓如何批量取消注释

🔥Ctrl+v ，l选中区域，然后d就可以了

c 复制代码

 #include<stdio.h>
 #include<unistd.h>
 #include<sys/types.h>
 int main()
  {

    printf("AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA\n");
   fork();
   printf("BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB\n");
   sleep(1);                                                                                          
   return 0;
}

❓这是为什么呢？

🔥谁调pid那就获得谁的pid，说明这是两个进程，这是父子进程，A是第一个进程（也就是第二行那个）

man fork

创建子进程fork

修改一下myprocess.c
c 复制代码
#include<stdio.h>
 #include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
 int main()
{ printf("AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA:父进程是%d，子进程是%d\n",getppid(),getpid());
id_t ret= fork();
 printf("BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB:父进程是%d，子进程是%d,ret=%d,&ret=%p\n",getppid(),getpid      (),ret,&ret);
sleep(1);
return 0;
}
❓为什么fork有两个返回值？

一个是父进程的，一个是子进程的

❓为什么一个变量里面地址一样，读取的数据内容不一样呢？

父子进程是独立的

我们一般不会像上面那样写fork，我们来看一个正常情况下的，

c 复制代码

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
int main()
{
  pid_t ret=fork();
  if(ret==0)
  {
    while(1)
    {
      printf("我是子进程，我的pid是%d,我的父进程是%d\n",getpid(),getppid());
      sleep(1);
    }
  }
  else if(ret>0)
  {
    while(1)
    {
      printf("我是父进程，我的pid是%d，我的父进程是：%d\n",getpid(),getppid());
        sleep(2);
    }
  }
  else{

  }
  return 0;
}

❓如何参加子进程呢？

🔥fork就可以

fork之后，执行流会变成两个执行流

fork之后，谁先运行由调度器决定

fork之后，fork之后的代码共享，通常我们通过if和else if来进行执行分流

🔑详细解析：

原理：fork如何看待代码和数据？

进程运行的时候，是具有独立性的，父子进程也是一样

c 复制代码

int main()
{
  pid_t ret=fork();
  int x=100;
  if(ret==0)
  {
    while(1)
    {
      printf("我是子进程，我的pid是%d,我的父进程是%d,%d,%p\n",getpid(),getppid(),x,&x);
      sleep(1);
    }
  }
  else if(ret>0)
  {
    while(1)
    {
      printf("我是父进程，我的pid是%d，我的父进程是：%d,%d,%p\n",getpid(),getppid(),x,&x);
    sleep(1);
    }
  }
  else{

  }
  return 0;
}

c 复制代码

int main()
{
  pid_t ret=fork();
  int x=100;
  if(ret==0)
  {
    while(1)
    {
      printf("我是子进程，我的pid是%d,我的父进程是%d,%d,%p\n",getpid(),getppid(),x,&x);
      sleep(1);
    }
  }
  else if(ret>0)
  {
    while(1)
    {
      printf("我是父进程，我的pid是%d，我的父进程是：%d,%d,%p\n",getpid(),getppid(),x,&x);
      x=4237；
    sleep(1);
    }
  }
  else{

  }
  return 0;
}

我们发现父进程的x改了，但是子进程没有！！！

这个情况跟我们刚刚fork返回值不一样的情况一样

写时拷贝，也就是只更改写的时候的情况，不改变读的情况

fork如何理解两个返回值问题

fork调用本质上就是操作系统OS提供的一个函数