进程的学习

进程基本概念:

1.进程:

    程序:存放在外存中的一段数据组成的文件
    进程:是一个程序动态执行的过程,包括进程的创建、进程的调度、进程的消亡

2.进程相关命令:

1.top 
      动态查看当前系统中的所有进程信息(根据CPU占用率排序)

        PID:唯一识别进程的ID号(>0)
        优先级:Linux系统中数据低,优先级高(-20 - 19) , Windows系统中数值高,优先级高
        进程状态: 
            R   运行态/就绪态
            S   睡眠态/可唤醒等待态
            D   不可唤醒等待态
            T   暂停态
            Z   僵尸态
            X   结束态

        q退出 

    2.nice
      以指定优先级来运行进程       eg:nice -n 优先级 要执行的集成任务

      renice 
      重新设定一个正在运行的进程的优先级          eg:renice -n 优先级 进程PID 

    3.kill
      杀死指定的进程任务       eg:kill -9 进程PID 

      killall 
      杀死进程名对应的所有进程任务      eg:killall -9 进程名 

    4.ps -ef 
      查看当前时刻所有进程的信息

      PPID:父进程的ID号 

      ps -ef | grep a.out 

    5.pstree
      查看进程树关系

    6.ps -aux 
      查看当前时刻的进程信息

    7../a.out &
      将a.out任务放在后台执行
    
    8.jobs
      查看一个终端下后台执行的所有任务
    
    9.fg 编号
      将后台任务放到前台执行

3.进程的创建

32bits

    一个进程在运行时,操作系统会为该进程分配 0 - 4G 虚拟内存空间,分为文本段、数据段、系统数据段

    文本段:
      也称为文本区,存放代码和指令
    
    数据段:
      也称为数据区,可以细分为:
            1.字符串常量区
            2.未初始化全局变量/静态变量
            3.已初始化全局变量/静态变量 
    
    系统数据段:
      包含堆区和栈区

4.进程中虚拟地址和物理地址的关系

    1. 0 - 4G虚拟内存空间只有一个
    2. 实际物理地址中每个进程空间独立
    3. 通过MMU内存映射单元,单一个进程执行时,将物理地址中的数据加载到虚拟地址中运行
进程

5.常见的调度算法:

      1.先来先执行,后来后执行
      2.高优先级调度算法
      3.时间片轮转调度算法(常用的)
      4.多级队列反馈调度算法
      5.负载均衡调度算法

时间片:
        1.CPU在一个任务中的运行时间称为一个时间片

时间片轮转调度:
1.宏观并行,微观穿行 -- 宏观上是一起执行文件,微观上是执行文件1,进行中断,并保护现场,
去执行2,中断,保护现场,去执行3....后回到文件1,恢复现场,接着执行....
2.每条程序的执行时间有限度,称为时间片,达到时间片的限度后跳转执行,若在限度之内执行完后跳转。跳转的文件根据文件的优先级来进行轮转。
3.保护现场是由PCB进程控制块存储,每一个文件进程度的存储都由PCB进程控制块保存,链表方式连接。

进程的状态:
       R     运行态,就绪态
       S     睡眠态/可唤醒等待态       eg:等待用户输入
       D     不可唤醒等待态         eg:U盘的插拔
       T     暂停态
       Z     僵尸态  (程序结束了,但是空间还没有被回收)
       X     结束态

6.进程相关的函数接口:

    1.进程的创建 
      fork 
      pid_t fork(void);
      功能:
        创建一个子进程,新创建的进程称为原来进程的子进程,原来的进程称为新进程的父进程
      参数:
        void 缺省
      返回值:
        成功子进程返回0 
        父进程返回子进程的PID 
        失败返回-1 

       父进程调用fork创建子进程,子进程拷贝父进程的文本段、数据段、系统数据段  
注意:不可以连用fork,会造成子进程拷贝两个fork,相当于四个进程。

      getpid
      pid_t getpid(void);
      功能:
        获得调用进程的PID号
      
      getppid
      pid_t getppid(void);
      功能:
        获得调用进程的PPID
创建一个父进程的2个子进程,子进程中打印自己的PID和父进程的PID,父进程中打印自己的PID和两个子进程的PID:

int main(void)
{
	pid_t pid;
	pid_t pid1;

	pid = fork();

	if(pid == -1)
	{
		perror("fail to fork");
		return -1;
	}

	if(pid == 0)
	{
		printf("z1 pid:%d ,fu pid:%d\n",getpid(),getppid());
	}else if(pid > 0)
	{
		pid1 = fork();

		if(pid1 == -1)
		{
			perror("fail to fork1");
			return -1;
		}

		if(pid1 == 0)
		{
			printf("z2 pid:%d ,fu pid:%d\n",getpid(),getppid());

		}else if(pid1 > 0)
		{
			printf("fu pid :%d ,z1pid:%d  , z2pid:%d\n",getpid(),pid,pid1);

		}

	}

	while(1)
	{


	}
return 0;

}

注意:要加\n出缓存区,不然就会一直输出的内容就会一直在缓存区

  2.进程的结束

    exit
    void exit(int status);
    功能:
      让进程结束
    参数:
      status:进程结束的状态
    返回值:
      缺省

    exit在主函数中使用和return效果一致
    exit会刷新缓存区

    _exit
    void _exit(int status);
    功能:
      让进程直接结束
    参数:
      status:进程结束的状态
    返回值:
      缺省

7.进程的消亡

 1.僵尸进程:
    进程代码执行结束,空间没有被回收,称为僵尸进程
  2.如何避免产生僵尸进程?
    1.让父进程先结束
    2.让父进程回收子进程空间

  3.孤儿进程:
      进程的父进程先结束,此时该进程称为孤儿进程,被系统进程收养,进程再结束时,会被系统进程回收进程空间

8.wait 
  pid_t wait(int *wstatus);
  功能:
    回收子进程空间
  参数:
    wstatus:存放子进程结束状态空间的首地址
  返回值:
    成功返回回收到的子进程PID
    失败返回-1 

  1.wait函数具有阻塞功能
  2.wait函数具有同步功能

  WIFEXITED(wstatus)
  进程是否正常退出 

  WEXITSTATUS(wstatus)
  进程结束状态值

  WIFSIGNALED(wstatus)
  进程是否被信号杀死

  WTERMSIG(wstatus)
  获得杀死进程的信号编号

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