一文初识Linux进程(超详细!)

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目录

如何查看进程?

方法一

方法二

如何理解进程?

创建子进程---fork()

如何理解子进程的创建?

如何理解fork()会有两个返回值?

进程之间的独立性如何保证?

如何理解同一个变量会有不同的值?


如何查看进程?

方法一
bash 复制代码
ps ajx | head -1 && ps ajx | grep 执行程序的名字 | grep -v grep

对于以上指令的解析:

ps ajx 查看当前系统中所有的进程

| 管道 在使用管道符 "|" 时, "|" 左边的进程以写的方式打开管道文件,将标准输出重定向到管道之中, "|" 右边的进程以读的方式打开管道文件,将标准输入重定向到管道之中。

head -1 用于只查看第一行的命令

grep 执行程序的名字 查看对应名字的执行程序

grep -v 执行程序的名字 将除了-v 后面的执行程序的内容都显示出来

显示效果如下:

方法二
bash 复制代码
ls /proc

该指令用于查看进程相关的属性,可以根据是否有对应程序的pid来判断是否有该进程。通过以下的指令可查看对应进程的详细属性:

bash 复制代码
ls /proc/进程pid

也可通过后面加上 -d 或者 -l 指令用于查看对应目录和详细信息

如何理解进程?

创建子进程---fork()

启动一个进程,如何理解这种行为?本质就是多了一个进程,操作系统管理的进程也就多了一个,进程=可执行程序+task_struct对象(内核对象)。

创建一个进程,就是系统中要申请内存,保存当前进程的可执行程序+task_struct对象,并将task_struct对像添加到进程的列表中。

通过fork()创建子进程,当使用fork()后程序会出现两个执行流,分别为一个父进程的执行流还有一个子进程的执行流,看如下例子:

cpp 复制代码
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
 
int main()
{
  printf("i am a father process,pid:%d ppid:%d\n",getpid(),getppid());
  fork();
  while(1)
  {
     printf("i am a process,pid:%d ppid:%d\n",getpid(),getppid());                                                                                                                        
  
  	 sleep(1);
  }
  return 0;
}

可以看到如上的效果,我们也可以得出一个结论:fork()之前的代码只有父进程会执行,而fork()之后的代码则是父子进程都要执行。

需要注意的是fork()有返回值,当我们fork()成功时会返回两个不同的返回值,子进程会返回0,父进程会返回子进程的pid,创建失败则会返回-1。对此我们可以通过判断返回值来执行不同的代码片段!如下代码:

cpp 复制代码
   #include<stdio.h>
   #include<unistd.h>
   #include<sys/types.h>
   int main()
      {
        pid_t cg=fork();
       if(cg==0)
       {
         printf("i am son process: mypid:%d my forkrt:%d \n",getpid(),cg);
      }
  
      if(cg>0)
      {
        printf("i am father process: mypid:%d my forkrt:%d \n",getpid(),cg);                                                                                                             
      }
     return 0;
     }

看到这里你可能会很奇怪,为什么两段程序的执行顺序对不上呢,不是应该先执行son再执行father吗?实际上父进程和子进程是有各自PCB中的调度信息以及调度算法共同决定的!我们不能确定哪一段代码片段先运行!谁先运行主要还是靠调度器来决定!

如何理解子进程的创建?

我们都知道进程=可执行程序+task_struct对象,那么fork创建了一个字进程,系统就会多一个进程,也就是我们的内存中会多一个进程。

而对于子进程的创建会以父进程为模板创建子进程的PCB,这个PCB会拷贝大部分的基础属性,但是小部分是不同的,比如pid、ppid等等。

但是,在PCB创建后子进程是没有可执行程序(也就是代码和数据)的,因此,在fork()后,子进程会和父进程共享代码和数据!当然后面数据是可能会各自独立出来一份的!一图让你了解:

如何理解fork()会有两个返回值?

通过上面的理解,我们都知道fork()过后会创建子进程,那么在创建子进程后,父进程和子进程会对代码+数据进行共享。那么也就是说我们的 return 也共享了!因为 return 也是代码啊!所以父进程被调度 会执行return,子进程被调度 也会执行 return!

而实际上,操作系统是通过一些寄存器做到返回值返回两次!

进程之间的独立性如何保证?

进程之间运行的时候,具有独立性,无论是什么关系!

进程的独立性,首先表现在各自的PCB。

进程之不会互相影响!代码本身是只读的,不会影响!但是数据父子是会修改的!

当我们对于一个进程的数据进行修改时,你会发现另外一个进程没有发生改变,这是因为操作系统触发了写时拷贝,确保了每一个进程的数据的独立性。

++那什么是写实拷贝呢?++

由于fork()后代码共享,对于数据各个进程必须想办法各自私有一份。对此,我们可以理解为C++中的浅拷贝以及深拷贝,对于刚刚开始fork()则是浅拷贝,共享数据和代码。当父或者子要进行修改时,我们就要实现两者的区分,要进行深拷贝。

如何理解同一个变量会有不同的值?

对于fork()进行完后会进行return,也就是fork()函数的返回值。在程序运行到返回时,说明他的程序已经基本完成了,而返回的本质是写入,在返回的时候发生了写实拷贝,对于进程会有各自的数据,所以同一个变量会有不同的值!


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