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一、基本概念
- 进程：是程序动态执行的过程，包括创建、调度、消亡
- 程序：存放在外存中的一段数据的集合
二、进程创建
1.进程空间分布
- 每个进程运行起来后，操作系统开辟 0 - 4G虚拟内存空间
- 进程空间：用户空间 + 内核空间（不允许用户访问）
- 用户空间：文本段（文本区） + 数据段（数据区） + 系统数据段（堆区、栈区）
- 文本段：存放代码和指令
- 数据段：字符串常量、已初始化全局变量/静态变量、未初始化全局变量/静态变量
- 数据区存放数据特点：
- 未经初始化值为0值
- 编译时开辟空间
- 程序结束时回收空间
- 数据区存放数据特点：
- 系统数据段：堆区（malloc空间）、栈区（局部变量、函数运行）
- 堆区存放数据特点：
- malloc申请堆区空间
- free释放堆区空间
- 注意：避免产生内存泄露
- 栈区存放数据特点：
- 未经初始化值为随机值
- 执行到变量定义开辟内存空间
- 超过变量作用域回收变量空间
- 堆区存放数据特点：
2.虚拟地址和物理地址
- 虚拟地址：
- 所有能够被用户看到的地址均为虚拟地址，表示用户可以寻址的范围
- 物理地址：
- 内存存放数据对应的实际硬件物理地址
- MMU:
- 虚拟地址和物理地址之间的映射由内存映射单元（MMU）完成
3.多进程存储
- 存储方式：
- 多个进程空间在操作系统中存储时，空间是独立的（物理地址是独立的）
- 多个进程在操作系统中共用同一个虚拟内存空间（虚拟地址是共享的）
4.多进程的调度
- 常见的进程调度算法：
- 先来先执行，后来后执行
- 高优先级调度算法
- 时间片轮转调度算法
- 多级队列反馈调度算法
- 负载均衡调度算法
- 多进程调度本质：
- 宏观并行，微观串行
- 宏观分析：一个CPU同时执行多个进程任务
- 微观分析：一个CPU在多个任务中高速切换保障多任务执行
5.进程相关的命令
- top：
bash
示例：top
功能：根据CPU占用率和内存占用率查看当前所有进程的信息
PID：唯一区分进程的ID号
USER：创建者
PR NI：优先级
VIRT
RES
SHR：资源占用
S：状态
%CPU:CPU占用率
%MEM:内存占用率
TIME+：运行的时长
COMMAND：进程命令
q退出- ps -ef：
bash
示例：ps -ef
功能：查看该时刻的所有进程信息
UID：创建进程的用户
PID：进程的ID号
PPID：父进程的ID号
C
STIME
TTY：进程依赖的终端
TIME
CMD
ps -ef | grep 进程名
查找与进程名对应的进程信息- ps -aux：
bash
示例：ps -aux
功能：查看该时刻的所有进程信息
USER
PID
%CPU
%MEM
VSZ
RSS
TTY
STAT：进程的状态
START TIME
COMMAND
ps -aux | grep 进程名
- pstree：
bash
示例：pstree
功能：查看进程树(加一个-sp可显示pid)- 后台执行进程任务：
bash
示例：./a.out &
功能：后台执行a.out进程- jobs：
bash
示例：jobs
功能：查看终端下所有的后台进程任务- fg：
bash
示例：fg 编号（通过jobs查看）
功能：后台执行的任务放到前台执行- nice/renice：
bash
示例：nice -n 优先级编号 进程名
renice -n 优先级编号 进程PID
功能：改变进程的优先级
优先级范围：-20 - 20
数字越小优先级越高- kill/killall：
bash
示例：kill -编号 进程PID
killall -编号 进程名
功能：杀死进程任务
kill -9 PID6.进程的状态
三、进程相关函数接口
- fork：
- 子进程拷贝父进程文本段、数据段、系统数据段
- 父进程与子进程空间独立，同一份代码中的变量和数据都会在父子进程中各有一份，父子进程修改自己空间的数据不会影响对方的空间
- 进程的PID不一样
- fork的返回值不一样，父进程中返回子进程的PID，子进程中返回0
- PID：一定是 > 0
c
原型：pid_t fork(void);
功能：
创建一个新的进程，新的进程称为子进程，调用fork的进程称为父进程
参数：
缺省
返回值：
父进程中返回子进程的PID
子进程中返回0
出错返回-1
- getpid和getppid：
c
原型：pid_t getpid(void);
功能：获得调用函数进程的PID号
原型：pid_t getppid(void);
功能：获得调用函数进程的父进程的PID号- exit和_exit：
- 在主函数中调用exit和return功能保持一致
- return在函数内部将结束该函数
- exit在函数内部会将进程结束
- exit会在结束前刷新缓存区
- _exit不会刷新缓存区
c
原型：void exit(int status);
功能：
结束进程任务并返回进程结束状态
参数：
status:进程结束状态的值
原型：void _exit(int status);
功能：
结束进程任务并返回进程结束状态
参数：
status:进程结束状态的值四、进程消亡
- 孤儿进程：
- 父进程先结束，子进程会成为孤儿进程，被init进程收养
- 僵尸进程：
- 是每个进程结束必然会经历的阶段
- 产生原因：
- 子进程结束后，父进程没有回收子进程空间，导致进程执行结束，空间依然被占用的状
态，称为僵尸进程
- 子进程结束后，父进程没有回收子进程空间，导致进程执行结束，空间依然被占用的状
- 如何避免产生僵尸进程？
- 父进程先结束，子进程会成为孤儿进程，孤儿进程被init进程收养，子进程再结束，init
进程回收进程空间 - 子进程结束，父进程回收子进程空间，避免产生僵尸进程
- 父进程先结束，子进程会成为孤儿进程，孤儿进程被init进程收养，子进程再结束，init