多任务：让程序具备同时处理多个任务的能力（并发）
如何实现多任务：多进程、多线程
（一）进程
1.什么是进程
进程：正在执行的程序，需要消耗内存和CPU
进程和程序的区别：
（1）程序是一组数据指令集和，存储在硬盘空间，是静态的
（2）进程存储在内存空间，执行过程需要CPU参与（内存+CPU）
（3）进程具备动态生命周期，从启动到消亡
（4）程序运行起来产生一个进程，也可产生多个进程
（5）在一个进程中也可以执行多个程序
2.进程的创建
./a.out -----> 启动进程
进程在被创建的时候，操作系统会为该进程分配0-4G的虚拟内存空间
进程是操作系统资源分配的最小单位
3.进程的调度
- CPU调度进程：宏观并行、微观串行（并发）
并行：多个任务同时执行
- CPU调度算法：
（1）时间片轮询算法
（2）先来先服务、后来后服务算法
（3）高优先级优先执行算法
（4）短作业优先算法
4.进程的状态
操作系统进程状态三态图：
Linux操作系统进程状态及转换关系：
（1）运行态（用户运行态、内核运行态） R
正在执行，且被CPU任务调度所执行的进程
（2）就绪态 R
正在执行、没有CPU任务调度执行的进程（只缺少CPU）
（3）可唤醒等待态 S
也称为睡眠态、阻塞等待资源的进程
（4）不可唤醒等待态 D
不想被CPU任务调度所打断的进程任务可以设置不可唤醒等待态
（5）暂停态 T
被暂停执行的进程
（6）僵尸态 Z
进程执行结束，空间没有被回收
（7）结束态 X
进程执行结束，空间被回收
S+：处于可中断睡眠状态的前台进程
S：处于可中断睡眠状态的后台进程
T：处于暂停态的后台进程
与终端相关联的多为前台进程
5.进程的消亡
（1）进程退出
- 进程执行结束退出
- 主函数中遇到return退出
- exit() 、_exit() 、Exit()，结束进程
#include <stdlib.h>
void exit(int status);
功能：退出一个进程
参数：
status：进程结束时的状态
0：正常退出
！0：因为其他原因退出
#include <unistd.h>
void _exit(int status);
#include <stdlib.h>
void _Exit(int status);
- 通过信号结束一个进程（kill -9 进程ID）
（2）进程回收
僵尸进程和孤儿进程
- 僵尸进程：进程已退出，但其资源空间没有被其父进程回收
如何避免僵尸进程产生：
1）由其父进程对僵尸态进程进行回收：wait()、waitpid()
2）让进程成为一个孤儿进程，结束后，由操作系统回收
- 孤儿进程：父进程先结束，其父进程创建的子进程成为孤儿进程，将会被系统进程所收养，结束后，由系统进程回收。比j如：守护进程
6.进程相关命令
（1）ps -aux
查看操作系统所有进程的相关参数：PID（进程ID）、创建者、状态、CPU占有率、内存占有率等
ps -aux | grep ./a.out：利用管道符查找某指定名称的进程
| ：管道：将前面的输出作为后面的输入
grep：字符串查找
（2）ps -ef
查看操作系统所有进程的相关参数：PID、PPID
父进程：创建新进程的进程是该新进程的父进程（PPID：父进程ID号）
子进程：创建出来的新进程是子进程（PID：Process ID 进程ID号）
（3）top
动态查看进程的状态及CPU占有率、内存占有率
（4）pstree
以树状形式查看进程间的创建关系（族谱图）
pstree -sp：以树状形式查看，带ID号
pstree -sp 进程ID：查看指定ID的进程的创建关系
（5）kill
kill -信号名称/信号ID PID：给PID对应的进程发送一个信号
kill -l：查看系统定义出来的信号
kill -9 进程ID：结束一个进程（杀死进程）
常用：9）杀死进程 18）继续 19）暂停
（6）jobs
查看当前后台进程编号
（7）fg 后台进程编号
将一个后台进程调到前台
7.进程相关的函数
fork()
子进程：操作系统通过完整拷贝父进程0-3G的用户空间数据到子进程
内核空间拷贝部分内容：PCB块
PID不拷贝、PPID不拷贝
程序执行的位置、文件管理要拷贝
PCB块：进程控制块
注意：
（1）进程共用3G-4G这1G的内核空间
（2）但各自进程0-3G用户空间互相独立，不能互相通信
（3）进程间不能直接通信，通信需要借助内核空间（IPC机制）
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
pid_t fork(void);
功能：创建新进程，新进程叫子进程，原来的进程为父进程
返回值：
成功：父进程中返回子进程的PID号；子进程中返回0
失败：-1，没有新进程被创建
getpid()：获取当前进程自己的PID号
petppid()：获取当前进程的父进程的PID号
示例：
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int main(void)
{
pid_t pid = fork();
printf("pid = %d\n",pid);
if(pid > 0)
{
while(1)
{
printf("Father process:myid = %d, son id = %d\n",getpid(),pid);
sleep(1);
}
}
else if(pid == 0)
{
while(1)
{
printf("son process:myid = %d, father id = %d\n",getpid(),getppid());
sleep(1);
}
}
else
{
perror("fork error");
}
return 0;
}