Linux笔记 Linux中的进程

目录

准备阶段

冯 ·诺依曼体系结构

操作系统(Operator System)

操作系统概念

操作系统作用

操作系统的定位

系统调用和库函数

1.进程

基本概念：

1.1 描述进程-PCB

1.1.1 task_struct - PCB的一种

1.1.2 task_struct内容分类

1.2 组织进程

1.3 查看进程

 1.4 通过系统调用获取进程标识符

 1.5 通过系统调用创建进程 - - fork

1.6 进程状态 

1.6.1 来看看Linux内核源代码是什么样的

1.6.2 进程状态查看

 1.6.3 Z(zombie) - - 僵尸进程

 1.6.4 僵尸进程的危害

1.6.5 孤儿进程

1.7 进程优先级

1.7.1 基本概念

1.8 环境变量

1.8.1 基本概念

1.8.2 常见环境变量 

1.8.3  查看环境变量

1.8.4  环境变量相关命令

1.8.5 环境变量组织方式

1.8.6 通过系统调用接口获取环境变量

1.8.7 环境变量的全局属性

2 程序地址空间 

3.进程地址空间

分页&虚拟地址空间

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准备阶段

冯 ·诺依曼体系结构

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我们所熟知的大部分计算机都遵循冯·诺伊曼体系结构

 截至目前，我们认识的计算机，它们都由一个个硬件组成：

• 输入单元：键盘，鼠标，磁盘，网卡等
• 中央处理器(CPU)：含有控制器，运算器等
• 输出单元：显示器，音响，磁盘，网卡等

关于冯·诺依曼：

1. 这里的存储器指的是内存
2. 不考虑缓存情况，CPU只能对内存进行读写，不能访问外设(输入输出设备)
3. 外设(输入和输出设备)要输入和输出数据，也只能通过内存

举个例子：登录qq，张三给李四发送消息 “你好”，“你好”这条消息从键盘输入到内存中，然后CPU经过一系列处理将“你好”还给内存，再由内存交给网卡通过网络发送给张三（具体怎么通过网络发送这里省略），张三通过网卡接收到内存中，再由CPU处理后进入内存，最后再由张三的显示器从内存中读取“你好”然后打印 

操作系统(Operator System)

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操作系统概念

何计算机都有一个基本的程序集合，称为操作系统(OS)。笼统的说，操作系统包括：

• 内核(进程管理，文件管理，内存管理，驱动管理)
• 其他程序(如函数库，shell程序)

操作系统作用

• 与硬件交互，管理好软硬件资源
• 为用户程序提供一个良好的运行环境

操作系统的定位

操作系统就是一款搞 "管理" 的软件 

 管理是什么？六子真言：先描述，在组织

• 描述：把一件事物描述起来，用struct结构体；
• 组织：再用高效的数据结构组织起来

系统调用和库函数

• 操作系统不相信任何人，但它又需要供用户使用。所以操作系统对外表示为一个整体，提供自己的部分接口，叫做系统调用。
• 系统调用的功能比较基础，对用户的使用要求较高，所以有心的开发者对部分系统调用进行了适度封装，从而形成了库，有了库，对上层应用者和开发者开发提供了便利。

了解了这些知识后，那么一个操作系统是怎么管理一个个进程的呢？很简单，还是六字真言：

先描述，在组织。用一个结构体将进程描述起来，再用高效的数据结构将这些进程组织起来。

1.进程

基本概念：

课本概念：程序的一个执行实例，正在执行的程序

内核概念：担当分配系统资源(cpu时间，内存)的实体

1.1 描述进程-PCB

•  进程信息被放在一个叫做进程控制块的数据结构中，可以理解为进程属性的集合
•  课本上称为PCB(process control block)，Linux操作系统下的PCB是：task_struct

1.1.1 task_struct - PCB的一种

• 在Linux下描述进程的结构体叫做task_struct
• task_struct是Linux内核的一种结构体，它会被装载到RAM(内存)里并且包含着进程信息

1.1.2 task_struct内容分类

• 标识符：描述本进程的唯一标识符，用来区别其他进程

• 状态：任务状态，退出代码，退出信号等

• 优先级：相对于其他进程的优先级

• 程序计数器：程序中即将被执行的下一条指令的地址

• 内存指针：包括程序代码和进程相关数据的指针，还有和其他进程共享的内存块的指针

• 上下文数据：进程执行时处理器的寄存器中的数据

• I/O状态信息：包括显示的IO请求，分配给进程的I/O设备和进程使用的文件列表

• 记账信息：可能包括处理器时间总和，使用的时钟数总和，时间限制，记帐号等

• 其他信息

1.2 组织进程

可以在内核源代码里找到它，所以运行在系统里的进程都以task_struct链表的形式存在内核里

1.3 查看进程

进程的信息可以通过/proc系统文件夹查看

要获取进程pid为1的进程信息，需要查看/proc/1/这个文件夹

 大多数进程信息还可以通过ps和top这些用户级工具来获取

 

 1.4 通过系统调用获取进程标识符

• 子进程ID：PID
• 父进程ID：PPID

#include
#include
#include
using namespace std;
 
int main()
{
  cout << "you can see me" << endl;
 while(1)
  {
    pid_t id  = getpid();
    pid_t pid = getppid();
    cout << "我的pid是:" << id << endl;
    cout << "我的ppid是:" << pi