Linux之进程概念（2）

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进程回收喽。

1号是操作系统。

为什么要领养？

如果不领养，子进程进入僵尸状态，会造成资源泄露。这就好像孩子除了自身的父母，还有政府来负责。父进程相当于是父母，1号init进程相当于政府

为什么父进程不用回收？

因为父进程有自己的父进程，也就是bash,会自动回收

代码如下：

 #include <stdio.h>
 #include <unistd.h>
 #include <stdlib.h>
 
int main()
 {
    pid_t id = fork();
    if(id < 0){
        perror("fork");
        return 1;
    }
    else if(id == 0){//child
        printf("I am child, pid : %d\n", getpid());
        sleep(10);
    }else{//parent
        printf("I am parent, pid: %d\n", getpid());
        sleep(3);
        exit(0);
    }
    return 0;
 }

进程优先级

基本概念

cpu资源分配的先后顺序，就是指进程的优先权（priority）。
优先权高的进程有优先执行权利。配置进程优先权对多任务环境的linux很有用，可以改善系统性能。
还可以把进程运行到指定的CPU上，这样一来，把不重要的进程安排到某个CPU，可以大大改善系统整体性能。

是什么？

是进程得到CPU资源的先后顺序

为什么？

目标资源稀缺，导致要通过优先级判断谁先谁后

对比优先级和权限：

拿学生去学校食堂打饭为例子，学生没有权限去教职工食堂打饭，在学生食堂打饭只是时间先后问题

总结来说：优先级是先后的问题，权限是决定能否得到

怎么办？

优先级也是个整数，int ，类似于前面说的task_struct

值越低，优先级越高，反之，优先级越低

一个进程基于时间片的分时操作系统，考虑一定的公平性，优先级可能变化，但是变化不大

举个例子：还是拿打饭为例子，比如学生只能在规定的时间内吃饭

小知识：

系统怎么知道我是访问文件的时候，是拥有者，所属组，还是other?

Linux操作系统中，访问任何资源，都是进程访问，进程代表用户

PRI：进程的优先级，默认的数值：80

NI：进程优先级的修正数值，默认的数值：nice值，默认为0

进程真实的优先级=PRI（默认）+NI

每次调整都是以PRI为基准，进行调整

方法：nice, renice命令

优先级的极值问题：

nice[-20,19]

Linux进程优先级范围[60,99]

为什么存在范围？

优先级设置不合理，会导致优先级低的进程，长时间得不到CPU资源，进而导致：进程饥饿

查看系统进程

在linux或者unix系统中，用ps --l命令则会类似输出以下几个内容：

我们很容易注意到其中的几个重要信息，有下：

UID : 代表执行者的身份
PID : 代表这个进程的代号
PPID ：代表这个进程是由哪个进程发展衍生而来的，亦即父进程的代号
PRI ：代表这个进程可被执行的优先级，其值越小越早被执行
NI ：代表这个进程的nice值

PRI and NI

PRI也还是比较好理解的，即进程的优先级，或者通俗点说就是程序被CPU执行的先后顺序，此值越小进程的优先级别越高
那NI呢?就是我们所要说的nice值了，其表示进程可被执行的优先级的修正数值
PRI值越小越快被执行，那么加入nice值后，将会使得PRI变为：PRI(new)=PRI(old)+nice
这样，当nice值为负值的时候，那么该程序将会优先级值将变小，即其优先级会变高，则其越快被执行
所以，调整进程优先级，在Linux下，就是调整进程nice值 nice其取值范围是-20至19，一共40个级别

PRI vs NI

需要强调一点的是，进程的nice值不是进程的优先级，他们不是一个概念，但是进程nice值会影响到进程的优先级变化。
可以理解nice值是进程优先级的修正修正数据

查看进程优先级的命令

用top命令更改已存在进程的nice：

top
进入top后按"r"-->输入进程PID-->输入nice值

其他概念

竞争性: 系统进程数目众多，而CPU资源只有少量，甚至1个，所以进程之间是具有竞争属性的。为了高效完成任务，更合理竞争相关资源，便具有了优先级

独立性: 多进程运行，需要独享各种资源，多进程运行期间互不干扰

并行: 多个进程在多个CPU下分别，同时进行运行，这称之为并行

并发: 多个进程在一个CPU下采用进程切换的方式，在一段时间之内，让多个进程都得以推进，称之为并发

环境变量

基本概念

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

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。

查看环境变量方法

echo $NAME //NAME:你的环境变量名称

测试PATH

创建hello.c文件

C++ 复制代码

#include <stdio.h>
 int main()
 {
 printf("hello world!\n");
 return 0;
 }

对比./hello执行和之间hello执行
为什么有些指令可以直接执行，不需要带路径，而我们的二进制程序需要带路径才能执行？
将我们的程序所在路径加入环境变量PATH当中, export PATH=$PATH:hello程序所在路径
对比测试
还有什么方法可以不用带路径，直接就可以运行呢？

测试HOME

用root和普通用户，分别执行echo $HOME，对比差异. 执行cd ~; pwd ,对应~ 和HOME 的关系

和环境变量相关的命令

echo: 显示某个环境变量值
export: 设置一个新的环境变量
env: 显示所有环境变量
unset: 清除环境变量
set: 显示本地定义的shell变量和环境变量

环境变量的组织方式

每个程序都会收到一张环境表，环境表是一个字符指针数组，每个指针指向一个以'\0'结尾的环境字符串

进程切换

1.死循环进程如何进行？

1）一旦一个进程占有CPU,会把自己的代码跑完吗？不会，因为存在时间片

2）死循环进程不会打死系统，不会一直占用CPU

2.CPU,寄存器

CPU上存储着寄存器，寄存器上存储着正在运行的数据，也就是临时数据

结论：

1.寄存器就是CPU内部的临时空间

2.寄存器不等于寄存器里面的数值

3.如何切换？

首先引入一个故事：

一个同学去当兵，需要先和辅导员沟通，保留学籍，等到当兵结束了，需要恢复学籍

注意点：

时间片：当代计算器都是分时操作系统，没有进程都有它合适的时间片（其实就是一个计数器）。时间片到达，就会被操作系统从CPU中剥离下来

Linux2.6内核进程调度队列

3.如何切换？

首先引入一个故事：

一个同学去当兵，需要先和辅导员沟通，保留学籍，等到当兵结束了，需要恢复学籍

注意点：

时间片：当代计算器都是分时操作系统，没有进程都有它合适的时间片（其实就是一个计数器）。时间片到达，就会被操作系统从CPU中剥离下来