Linux学习之进程

一.进程

1. 进程与程序的区别
   1. 只是二进制的文件，仅占用磁盘空
   2. 进程是启动后的程序，所有参数的数据都存放在内存当前，同时还会占用系统的资源（例如cpu，物理内存等）
2. 并行和并发
   1. 并发：在一个时间段中，有多个程序处于运行状态，且都在同一个处理机上运行，并不是同时进行，而是CPU在快速的切换任务，造成一种“同时进行”的假象。
   2. 并行：系统有多个CPU，每个CPU执行不同的进程，不同进程之间不会相互抢占CPU资源
   3.  二者的差异主要在:是同时间点发送还是在同时间段发送，是否会相互抢资源，多CPU或者多核CPU
3.  PCB（Proces Control Block）：进程控制块---结构体类型

        每一个进程都有自己独立的PCB，用于维持进程的状态和信息，以便操作系统能够更高效的管理和调度进程

        主要包括：唯一进程标志信号（id），存储进程状态，资源原理，调度和切换

        1.进程标志信息：包括进程id（PID），父进程id（PPID），用户id和组id

        2.进程状态：进程状态：初始态，就绪态，运行态，挂起态和终止态

        

        3.进程上下文信息：切换任何时需要恢复和保存进行的状态

                cpu寄存器，程序计数器，处理器状态字（PWS）

        4.内管管理信息

        5.资源管理信息

        6.进程调度信息   

        7.进程间通道信息   

这部分可以观看：https://blog.youkuaiyun.com/qq_39725309/article/details/145148504?ops_request_misc=&request_id=&biz_id=102&utm_term=PCB%EF%BC%88%E8%BF%9B%E7%A8%8B%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%9D%97%EF%BC%89&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~blog~sobaiduweb~default-0-145148504.nonecase&spm=1018.2226.3001.4450https://blog.youkuaiyun.com/qq_39725309/article/details/145148504?ops_request_misc=&request_id=&biz_id=102&utm_term=PCB%EF%BC%88%E8%BF%9B%E7%A8%8B%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%9D%97%EF%BC%89&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~blog~sobaiduweb~default-0-145148504.nonecase&spm=1018.2226.3001.4450https://blog.youkuaiyun.com/qq_39725309/article/details/145148504?ops_request_misc=&request_id=&biz_id=102&utm_term=PCB%EF%BC%88%E8%BF%9B%E7%A8%8B%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%9D%97%EF%BC%89&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~blog~sobaiduweb~default-0-145148504.nonecase&spm=1018.2226.3001.4450

如果看过FreeRTOS源码，对任务调度有一定的了解的话，对于这部分应该很好了解，整体的内容大致一样

4.创建进程

        fork函数：创建子进程，子进程与父进程基本一致        

        数原型： pid_t fork(void);        

为什么要建立父子进程？

服务器与多个客户端连接，为了避免客户端之间数据干扰，可以建立父子进程分别运行保存各自的数据

可以看我写的另外一篇日记：https://blog.youkuaiyun.com/ALIANG2000/article/details/152280178?spm=1001.2014.3001.5501https://blog.youkuaiyun.com/ALIANG2000/article/details/152280178?spm=1001.2014.3001.5501

vfork（）；也是创建进程

vfork()和fork()的区别：

        vfokr可以直接使用父进程存储空间，不拷贝。保证子进程先运行，当子进程exit（）退出后，父进程才执行

5.ps（Process Statu）:查看进程信息  

        常见的指令： a ：显示中断所有程序  u：以用户为主的显示程序状态 x：显示所有程序，不区分终端机（有时会开启多个终端，每个终端运行不同给的文件）

命令	风格	主要用途	关键字段（部分）
ps ajx	BSD 风格	查看进程间关系（父子、会话、组）	PID、PPID、PGID、SID、TTY、STAT、COMMAND
ps aux	BSD 风格	查看进程资源占用（CPU、内存）	USER、PID、%CPU、%MEM、VSZ、RSS、COMMAND

• ps ajx 更适合分析进程结构和关系；

• ps aux 更适合查看资源占用和性能分析。

6.kill：向指定的进程发送信息，默认是发送 终止信号（SIGTERM，编号 15），但也可以用于发送其他信号。

kill [信号] <PID>
    <PID>：进程号（Process ID）
    [信号]：可选，默认为 SIGTERM（15）

 7.父子进程间的数据共享

需要注意：在读取同一个变量时，不会产生独立的物理地址，读数据时共享

但是在写数据时，父子进程都会产生各自的物理地址，先拷贝再修改--写数据不共享

https://blog.youkuaiyun.com/ALIANG2000/article/details/152282974?spm=1001.2014.3001.5501https://blog.youkuaiyun.com/ALIANG2000/article/details/152282974?spm=1001.2014.3001.5501https://blog.youkuaiyun.com/ALIANG2000/article/details/152282974?spm=1001.2014.3001.55018.exec函数族：让父子进程来执行不想干的操作，即替换进程地址空间的代码.text段，执行另外的程序，不需要创建额外的地址空间，相当在程序中调用另外一个应用程序（个人感觉有点像函数指针+回调函数的效果，都是在一个函数中执行另外一个函数）

9.孤儿进程：父进程退出，但是相对应的子进程还在运行，子进程会被init进程（进程号1）收养

僵尸进程：子进程已经终止，但父进程还没有调用 wait() 来读取它的退出状态，导致该子进程的 PCB（进程控制块）仍保留在内核的进程表中，PID 等资源未被释放。僵尸进程以终止态保存在进程表中，一直等待父进程读取退出状态的代码

僵尸进程是“已死但未收尸”的子进程，
父进程不 wait()，它就赖在进程表里不走，
唯一的办法是：让父进程负责收尸，或者干掉父进程让 init 来收。

孤儿进程和僵尸进程都是子进程

10：进程回收 :用于回收子进程退出状态的系统调用，是防止僵尸进程的关键

 wait(int *wstatus)

waitpid(pid_t pid, int *wstatus, int options)

特性	wait()	waitpid()
阻塞等待	是（阻塞到任意一个子进程退出）	可选（可阻塞，也可非阻塞）
指定子进程	否（任意子进程）	是（可指定 PID 或进程组）
非阻塞支持	否	是（通过 WNOHANG）
返回值	成功：退出的子进程 PID	成功：退出的子进程 PID（或 0 非阻塞时）
错误返回	-1（无子进程或出错）	-1（出错）

wait() 是“随便等一个儿子”，
waitpid() 是“指定等哪个儿子，还可以不等”，
写健壮的多进程程序，优先用 waitpid()。

11:进程退出：分为 正常退出 和 异常退出 两种状态

        正常退出： main函数调用retur；进程调用exit（）；进程调用_exit（）；进程最后一个线程返回；最后一个线程调用 pthread_exit（POSIX 线程库（libpthread） 提供的函数，用来主动终止当前线程）；

异常退出：调用abort函数；当进程收到某些信号时（ctrl+c）;最后一个线程对取消（cancellation）请求做出反应

不管什么退出，都会释放进程所使用的寄存器等资源

在异常终止情况下，内核(不是进程本身)产生一个指示其异常终止原因的终止状态(terminationstatus)