进程I·介绍、查看、创建与状态-优快云博客

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介绍

PCB（进程控制块）

介绍

进程：PCB（process control block）（内核数据结构）+ 代码和数据

进程创建：操作系统将其相关属性信息为基，创建PCB结点，放到进程双链表中，存在内存里。

以下都以linux为例

PCB（进程控制块）

linux中描述PCB的结构体叫做task_struct，task_struct是PCB的一种。

task_struct ：linux内核的一种数据结构类型，它会被装载到内存（RAM）里并包含进程信息。

task_struct

主要内容：

CPU中有许多寄存器，用户无法直接使用，其对task_struct进行调度时，会将要执行的指令地址存到寄存器里，每次执行进程CPU就从寄存器中取地址。

有一种PC指针存程序计数器。

进程在寄存器中存的内容叫该进程的上下文数据。

标识符等会在后面介绍。

查看、创建进程

程序中使用

头文件为<unistd.h>

getpid() 得到进程标识符

fork() 创建子进程

fork() 给父进程返回子进程pid，给子进程返回0；

getppid() 得到父进程标识符

例：

proc目录中以文件形式存了正在运行的进程信息，在根目录下。

1.进程创建时，出了系统都有父进程，linux系统是通过父进程创建子进程来增加进程的。

2.在命令行中启动命令/程序都会成为新增进程，这些进程的父进程都是bash（外壳程序）

3.创建子进程，子进程的task_struct也要被初始化，以父进程为模版，并且默认子进程共享父进程的代码和数据。

进程状态

进程状态决定了进程接下来要进行的工作。

对于所有操作系统的进程状态来说，都以下图为基础

就绪状态（新建状态）：进程被创建处在全局链表（task_struct的链表）中。

运行状态：进程的PCB处在调度队列中。

阻塞状态：将进程改为阻塞状态并将PCB从调度队列中放到某种设备的等待队列中，等待设备就绪。

挂起状态：当检测到内存资源严重不足时，某些进程的代码和数据就被放到磁盘的一个swap区中，只留下PCB在内存区中。

1.就绪挂起：将未在调度的运行状态的进程挂起，等需要调度再拿回来调度。

2.阻塞挂起：将处于阻塞状态的进程挂起。

注：挂起的进程可以激活到原状态。

进程需要竞争的资源：

1.CPU资源

2.外设资源(输入输出等)

进程又分为：计算密集型：算法数据结构等（主要用CPU资源）、IO密集型（外设资源）

因为资源有限，所以在部分进程享有资源的同时，部分进程就不能享有。

在linux系统中

有如下状态：

S：浅度休眠（阻塞状态）：可以响应外部时间，操作系统可以干掉。

D：深度休眠（磁盘休眠）：不对外部时间响应，操作系统不能干掉，重启也没用，只能拔电源。一般出现较长时间D状态，说明磁盘快挂掉了，系统也快挂了。

注：IO时一般有短暂D状态。

T：暂停状态：如果进程访问非法，操作系统将会将其暂停。暂停后变为后台进程

t：追踪状态：gdb调试时会创建新的子进程，让子进程运行代码到断点，因为断点停下来就是追踪状态。

Z：僵尸状态：进程结束时先处于一种僵尸状态，代码和数据释放掉，PCB暂时保留，记录进程退出信息（方便父进程读取，获得进程执行结果）。

1.如果父进程不处理，僵尸进程会一直存在。

2.如果父进程先退出，子进程会被1号进程（系统）托管，叫孤儿进程（成为后台程序，需要用kill命令处理）

X：结束状态：僵尸进程被父进程处理后，就由Z变X，操作系统瞬间回收。