【linux】初识进程

本节我们来初步认识一下进程，有些要深入研究的知识，等到后面进程部分讲解

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初识进程

1、什么是进程

一个运行起来（加载到内存）的程序叫做进程
在内存中的程序叫做进程(这样说也是正确的)

这也就是我们前面为什么说要把一个程序加载到内存里面

当然，如果是没接触过进程的人可能只是知道上面语句的意思，但是不理解。不着急，下面会一步步解释的

首先我们知道，程序的本质：就是文件，而文件存放在磁盘中
我们之前都是一次执行一个程序，也就是把一个程序加载到内存中。但是，如果有多个程序共同加载到内存中呢？
每个程序在内存中对应的存放位置，什么时候被执行，什么时候执行结束销毁？等等都要被操作系统所管理，既然是管理，那么就要遵循管理的方法先描述，后组织

所以，要进行管理进程，那么就要遵循先描述，后组织的管理方法

因为要先描述，所以我们可以像上一节讲计算机内部结构一样，把所有文件的相同数据/属性都整理到一起，统一放到struct或者class（结构体或者类）当中。而内存中的这个结构体就叫做PCB，也称之为进程控制块（Linux操作系统下的PCB是：task struct）

也就是说：操作系统不是对可执行程序直接操作的，而是对进程的PCB（进程控制块）进行操作。在PCB内部，通过优先级的方式，找到操作系统需要的属性/数据之后，PCB将对应的可执行程序的代码交给操作系统执行。当PCB的对象内部有属性死亡之后，先释放可执行程序中的代码，然后再释放掉PCB的对象（也就是释放链表中的节点），此时，进程就被释放掉了

小结：

先描述：构建PCB（进程控制块）
在组织：对进程进行管理，变成了对进程对应的PCB进行相关的管理（对进程的管理 -> 对链表的增删查改）

2、见见进程

windows下的进程：

打开任务管理器（ctrl+alt+del）

这些都是电脑中正在运行的进程

linux下的进程：
makefile：

myproc:myproc.c
	gcc -o myproc myproc.c
.PHONY:clean
clean:
	rm -f myproc
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ps ajx

ps ajx ：显示所有进程

ps sjx | head -1 && ps ajx | grep "myproc"

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kill -9 +进程id

kill -9 +进程id ：终止对应的进程（有的进程ctrl +c/+d不能停止）

小结：

进程在调度运行的时候，进程就具有动态属性

kill -l

kill -l ： 查看对应的信号编号

见见与进程有关的系统调用

getpid

myporc.c

while(1)
    {
        printf("我是一个进程!, 我的ID是: %d", getpid());
        sleep(1);
    }
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另一种查看进程的方式：

/proc——==进程的信息可以通过 /proc 系统文件夹查看==
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这些数字开头的就是对应的进程的PID

在进程执行的期间，即便是可执行程序被删除了，进程也不会停止，会一直执行：

getppid

while(1)
    {
        printf("我是一个进程!, 我的ID是: %d, 父进程pid: %d\n", getpid(), getppid());
        sleep(1);
    }
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小结：

命令行上启动的进程，一般它的父进程没有特殊情况的话，就是bash！

我们启动linux就会自动产生一个bash，以及对应的pid。我们再linux下面执行的ls等命令或者./a.out等操作都是父进程生成的子进程来进行操作的

这里就引出两个问题来了：

1、父进程怎么创建子进程的？
2、子进程是怎么运行起来的？

这两个问题现在解释清楚很难，我们后面会解释

现在就先来看看父进程如何创建子进程的

创建子进程

这里要用到fork（）函数，我们可以通过man fork来查看该函数怎么使用

在底行模式输入：/return val查看fork返回值

翻译过来就是：

如果fork调用成功，那么把子进程的pid返回给父进程，把0返回给子进程；
如果调用失败，-1返回父进程，没有子进程生成

注意：也就是说，fork函数有两个返回值！！！

pid_t id = fork();
while(1)
{
    printf("子进程, pid: %d, ppid: %d, id: %d\n", getpid(), getppid(), id);
    sleep(1);
}
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看起来好像是这样，与文案的描述一样，但是：
同一个变量id， 在后续不会被修改的情况下，竟然有不同的内容！，并且下面还要更奇怪的现象

myproc.c

#include 
#include 
#include 
int main()
{
    // 创建子进程 -- fork是一个函数 -- 函数执行前: 只有一个父进程 -- 函数执行后: 父进程+子进程
    pid_t id = fork();
    if(id == 0)
    {
        //子进程
        while(1)
        {
            printf("子进程, pid: %d, ppid: %d, id: %d\n", getpid(), getppid(), id);
            sleep(1);
        }
    }
    else if(id > 0)
    {
        // parent
        while(1)
        {
            printf("父进程, pid: %d, ppid: %d, id: %d\n", getpid(), getppid(), id);
            sleep(2);
        }
    }
    else
    {
    }
    // 同一个变量id， 在后续不会被修改的情况下，竟然有不同的内容！
    //printf("我是一个进程, pid: %d, ppid: %d, id: %d\n", getpid(), getppid(), id);
    sleep(2);
//    while(1)
//    {
//        printf("我是一个进程!, 我的ID是: %d, 父进程pid: %d\n", getpid(), getppid());
//        sleep(1);
//        //int a = 1/0;
//    }
//    return 0;
}
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这里，if和else if语句竟然同时执行了！并且，两个while死循环也同时执行了！！！（这里也解释不清楚，等后面学了进程地址空间再来解释）
这在C/C++语言根本不敢想象

原因：

1、fork（）之后，会有父进程+子进程两个程序在执行后续代码
2、fork（）后续的代码，会被父子进程共享。通过返回值不同，父子进程执行后续共享代码的一部分。数据各自开辟空间，私有一份（采用写时拷贝）。

总结
可以看到，系统与我们前面学习的语言区别还是很大的，光一个fork函数就不能通过语言来解释清楚，所以不能局限于语言，其他各个方面也要学好！