【Linux进行时】进程概念

素颜马尾好姑娘i 2024-04-25 20:20 62阅读 0赞

![在这里插入图片描述][a9badd9983254e6fb57f4cca769416bf.png_pic_center]

### 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？

![image-20230811183505468][]

> 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
> 
> ![image-20230418164722723][]

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
> 
> ![image-20230418165839540][]
> 
> 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![image-20230418171046084][]

> ?一般pcb和代码和数据加起来才可以被叫做进程![image-20230418171529764][]

?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

![image-20230419200616072][]

Makefile

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

myprocess.c

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

![image-20230419202454022][]

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

![image-20230419202629638][]

--------------------

#### 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

![image-20230812095102007][]

?head -1是把对应的第一个TST界面的输出结果的第一行拿到

![image-20230419212528377][]

?拿到属性名

![image-20230419212629444][]

这里的逻辑与是先做完前面的，再做后面的

![image-20230419212755100][]

❓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？

![image-20230419213001386][]

我们这里再开一次渠道，也执行可执行程序

![image-20230419213202993][]

#### 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

![image-20230419213710924][]

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

![image-20230419214003601][]

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

![image-20230419214249620][]

?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

![image-20230419214633401][]

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`

![image-20230419220614197][]

中止掉后，那个进程就没有了

![image-20230419220727077][]

❓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

![image-20230419221132903][]

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;
    }

![image-20230419222324648][]

Ctrl+c可以中止进程

man getppid一下

![image-20230420212345918][]

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
> 
>     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 }
> 
> ![image-20230420212940662][]

❓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`

![image-20230420213216078][]

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`

![image-20230420213404837][]

?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

![image-20230420214916223][]

> 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//
> 
> ![image-20230420215350949][]
> 
> ❓如何批量取消注释
> 
> ?Ctrl+v ，l选中区域，然后d就可以了

#include<stdio.h>
     #include<unistd.h>
     #include<sys/types.h>
     int main()
      {
        
    
        printf("AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA\n");
       fork();
       printf("BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB\n");
       sleep(1);                                                                                          
       return 0;
    }

![image-20230420220126114][]

> ❓这是为什么呢？
> 
> ![image-20230420220413019][]
> 
> ?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
> 
> ![image-20230420221101756][]
> 
> 修改一下myprocess.c
> 
>     #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;
>     }
> 
> ![image-20230420222057496][]
> 
> ❓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，

#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;
    }

![image-20230420230158734][]

> ❓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

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;
    }

![image-20230421161247175][]

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;
    }

![image-20230421161427623][]

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

![image-20230421161710284][]

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

![在这里插入图片描述][55bde23fd3114b9c99679d2bdacd16d9.gif_pic_center]

[a9badd9983254e6fb57f4cca769416bf.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/f5a884548f8d4370a929d1140b3e0c40.png
[image-20230811183505468]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/a0aad50406bd46f589dda7e1205db164.png
[image-20230418164722723]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/aa160bd17b9e4e7aa67472f5edd371ad.png
[image-20230418165839540]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/4bddc0043792427dbc9178f0739fad64.png
[image-20230418171046084]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/2c9d72ed3b1a45af88eb0dc084fc8078.png
[image-20230418171529764]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/624bc1a108d047fa965f7fe12bd90742.png
[image-20230419200616072]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/d5cc0d861d40483897aa4680f965e91a.png
[image-20230419202454022]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/b365e75ecec74b67ba5e0597fcfbbc64.png
[image-20230419202629638]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/80289e96e32a4a08a9ddc3e1e2ced168.png
[image-20230812095102007]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/2580f97bdc38478da3a4e17f39b442ac.png
[image-20230419212528377]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/2d157065a9c34ccf92c8f63ec96eba2f.png
[image-20230419212629444]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/9101d79269cd438c926eb1f8f0c8aa2f.png
[image-20230419212755100]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/a16437d0bf0e4d9a8ead00cd0b955aa1.png
[image-20230419213001386]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/1a14b780f51f4831a260adf22a3c0480.png
[image-20230419213202993]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/a23da3cd44e447fcba65978dcd0b5ea5.png
[image-20230419213710924]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/ab02b4ebb10b4532b2d4f0b13a366f03.png
[image-20230419214003601]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/c85f63ae4f92486fb4a83b76b40614d2.png
[image-20230419214249620]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/f4736791ec734267bd20b22191979d6c.png
[image-20230419214633401]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/fc813306c7834e788d992deb7deb31f0.png
[image-20230419220614197]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/f5fedd51e22e4200aa540aabbde77e7d.png
[image-20230419220727077]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/f354c1c28bdd4a32b38948d3d10b558a.png
[image-20230419221132903]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/46bb8de62a484fc8a12f7864ebab8c87.png
[image-20230419222324648]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/96fc8ba956914b1f909d81a88a788013.png
[image-20230420212345918]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/048bca47322145d198466f71567ed3a0.png
[image-20230420212940662]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/da3905a21934413e98bd12d504521fa3.png
[image-20230420213216078]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/4e3cf0840d524d2a9471da2131673187.png
[image-20230420213404837]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/3ba57bda36ca4e7b8d1a72a06e3de76b.png
[image-20230420214916223]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/f57a5a6605fa415c8eb93cf013db79a1.png
[image-20230420215350949]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/0031d793d18c46589cf8d350b62df204.png
[image-20230420220126114]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/548532f624024b828e745bfafd9bc3a1.png
[image-20230420220413019]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/61ad1db7693f46b8bce27cd25973fdea.png
[image-20230420221101756]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/aef3e4bd8efd432fb6e22f5d650527bb.png
[image-20230420222057496]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/a7e0c2fbe7dc4c489cedf6f171f85869.png
[image-20230420230158734]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/dd9de19f8f174e37bdd059e2ece414e9.png
[image-20230421161247175]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/909a6b8c5ab646b29766a0b17fe5bd45.png
[image-20230421161427623]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/667d6b2fca01405d8acd2a3f2a0adb88.png
[image-20230421161710284]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/d800dd466c994d13864dd9d98a726362.png
[55bde23fd3114b9c99679d2bdacd16d9.gif_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/25/26df45fd73124fc8bbeabd8ff07e54da.gif