linux之进程

今天分享一个关于自己总结的进程的知识点

1.进程的概念

在谈进程之前先说下操作系统这个名词，操作系统是什么？
简单的说操作系统就是一个为了让计算机更加好用，对计算机上的软硬件进行管理的软件。
现在回归正题，进程是什么？
从用户角度来说，进程就是运行中的程序。
从操作系统角度来说，进程就是操作系统对运行中程序的描述信息，即进程描述符–统称PCB。
描述信息包括：程序计数器，上下文数据，内存指针，记账信息，进程状态，优先级，标识符PID（进程id），文件的I/O状态信息。

查看进程
ps -aux 是以BSD方式显示
a 显示所有用户的进程， u 显示用户，x 显示无控制终端的进程。
输出格式如下：
USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
USER：用户名
PID：进程id
%CPU：CPU占用率
%MEM：内存使用量
VSZ: 如果一个程序完全驻留在内存的话需要占用多少内存空间
RSS：当前实际占用了多少内存
TTY：终端的次要装置号码
STAT：进程当前的状态
START：启动命令的时间点
TIME：进程执行起到现在总的CPU占用时间
COMMAND：启动这个进程的命令

ps -ef 是以System V方式显示，该种方式比BSD方式显示的多
e 显示所有用户的进程，此参数的效果和指定"a"参数相同 f 用ASCII字符显示树状结构，表达程序间的相互关系。
输出格式如下：
UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD
UID：用户id
PID: 进程的id
PPID: 父进程的id
C: cpu占比
STIME: 系统启动时间
TTY: 登陆的终端机位置
CMD: 所下达的指令为何

2.进程创建

fork：创建进程
通过复制调用父进程，创建一个新的进程（子进程）
复制：复制的是父进程的pcb，复制父进程的大部分数据，因此代码共享，数据独有。
通过返回值判断是否创建成功，分流父子进程。
对于父进程，返回的是子进程的pid>0
对于子进程，返回的是0
！！父子进程谁先运行，取决于CPU的调度。

3.进程状态

linux下的进程状态：
运行态（R）
可中断睡眠态（S）：
不可中断睡眠态（D）：
停止态（T）
追踪态（t）
死亡态（X）
僵死态（z）
这里死亡态不常见，不做讨论，重要的是僵死态，会导致僵尸进程的产生。
僵尸进程的产生原因：子进程先于父进程退出，退出原因（返回值）保存在pcb中，操作系统检测到子进程退出后，通知父进程，但是父进程可能此时并没有关注子进程的退出（此时可能在完成其他任务），这时候操作系统不能随意释放子进程资源（因为父进程可能会关心子进程的退出原因），因此子进程就处于推出但是资源没有完全释放的状态（僵死状态）。
危害：资源泄漏，僵尸进程过多会导致新的进程无法创建。
kill -9 进程名：强杀某个进程（除了僵尸进程）
如果一个进程杀不死，他可能就是僵尸进程。
解决僵尸进程的方法：干掉父进程（退出原因的保存已经毫无意义）
这里举一个僵尸进程的例子：
创建了一个zombie.c的文件，然后gcc编译后，运行zombie程序
zombie.c文件内容如下图，子进程先于父进程退出，父进程死循环，这样将会产生僵尸进程

同时另开一个窗口查看zombie进程
使用ps -aux|grep zombie 命令查看

发现产生了一个僵尸进程，状态为僵死态（Z），此时如果想杀死这个僵尸进程直接用kill命令是无法实现的，所以我选择删除他的父进程，使用如下命令：
kill -9 14793 杀死父进程，在使用ps命令查看，发现僵尸进程就没了！

如果要避免僵尸进程的产生，需要父进程一直等到子进程释放，如下所示：

创建一个子进程，然后睡眠5秒后退出，然后父进程此时一直在等待子进程的返回值，在子进程还没释放时，父进程可以干其他的事，然后子进程退出释放后，父进程利用wait函数得到子进程的返回值，然后就再执行其他的任务，这样以后子进程就不会变为僵尸进程。
阻塞：为了完成功能发起调用，如果当前不具备完成条件，则一直等待，直到完成后返回。
非阻塞：为了完成功能发起调用，如果当前不具备完成条件，则立即报返回。
阻塞与非阻塞：调用功能当前不具备完成条件是否立即返回。

4.进程优先级

优先级：一个层次划分-决定进程cpu资源的优先分配权
为什么要有优先级：让操作系统运行的更加合理
查看进程优先级：ps -l
I/O密集型程序：大量时间都在执行I/O操作
cpu密集型程序：大量时间在进行运算操作
PRI表示优先级，值越大优先级越低（默认为80）
nice值范围：-20~19
设置方法：renice -n ni_val -p pid nice -n ni_val ./main
竞争性：进程之间具有竞争性，竞争资源
独立性：进程之间应该具备独立性，保证进程稳定运行
并发：进程在cpu上切换调度运行
并行：cpu资源足够，进程就可以同时运行