【Linux】进程

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#linux #运维 #服务器

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概念进程

一个已经加载到内存中的程序叫做进程（也可以叫做任务）

在Linux中使用【ps axj】可以查到正在运行的进程

在Linux中，称正在运行的程序叫做进程。

理解进程

一个操作系统不仅仅只能运行一个进程，可以同时运行多个进程。而有的进程是刚开始运行，有的是已经运行起来，有的是已经运行结束的。所以操作系统需要将进程管理起来——>先描述再组织。

先组织再描述

任何一个进程，在加载到内存形成真正的进程时候，操作系统会先创建描述进程（属性）的结构体对象——PCB(process ctrl block).

PCB本质：进程属性的集合（也是struct结构体）

【这个结构体的内容分类】

进程编号（标识符）：描述本进程的唯一标识符，用来区别其他进程。
状态：任务状态，退出代码，退出信号等。
优先级：相对于其他进程的优先级。
程序计数器：程序中即将被执行的下一条指令的地址。
内存指针：包括程序代码和进程相关数据的指针，还有其他进程共享的内存块的指针
上下文数据：进程执行时处理器的寄存器中的数据
I/O状态信息：包括显示的I/O请求，分配给进程的I/O设备和被进程使用的文件列表
记账信息：可能包括处理器时间中和，使用的时钟数总和，时间限制，记账号等等
其他数据

根据进程的PCB类型，为该进程创建对应的PCB对象。单独的PCB（描述该进程的对象）+该进程的代码和数据=进程。

所谓的进程，就是内核PCB数据结构对象和其代码和数据。

【解释】在将一段代码传入到内存中的时候，操作系统会将这个代码设置相对应的struct结构体对象，然后这个结构体对象中有一个指针，会指向这个代码和数据。也就是说，在内存中有这个代码的属性，和这个代码，这两个内容的和称为一个进程。

操作系统在管理这个进程的时候，不需要考虑进程相关的代码和数据，只需要管理这个进程的PCB数据结构对象即可

在操作系统中，对进程进行管理，变成了对链表等数据结构进行增删查改。

Linux中是如何管理进程

进程信息被放在一个叫做进程控制块的数据结构中，可以理解为进程属性的集合
PCB(process control block)，Linux操作系统下的PCB是：task_struct.
task_struct是Linux内核中的一种数据结构类型，它会被装载到RAM（内存）里并且包含着进程的信息。

tast_structhttps://www.cnblogs.com/tongyan2/p/5544887.html

问题：Linux是如何组织进程的？

Linux内容中，最基本的组织进程task_struct的方式，采用双向链表的方式。

查看进程

进程的信息通过 /proc 系统文件夹中查看

使用指令 ls /proc

PID：进程的id值

PPID：父进程id值

可以使用指令：ps axj指令查看进程信息
ps ajx | head -1 查看进行信息的第一行
ps axj | grep process 查看进行信息中包含process字样的行

#include<stdio.h>

#include<unistd.h>


int main()
{       
        while(1)
        {
                printf("process: \n");
                sleep(1);
        }
        return 0;
}

使用vim编辑器编写这段代码。

调用man 3 sleep，在3号手册中了解到sleep()函数的头文件是#include<unistd.h>

使用./process就开始了一个进程。

调用指令ps axj | head -1 查看进程的属性头

查看进程的相关属性，PID是进程的ID属性，COMMAND表示进程运行时执行的是什么指令。
grep会过滤后面相关的内容，而grep执行指令后自己也是一个进程，自身也携带了process关键字的
如果不想出现grep这个进程，可以再在这条指令后面添加grep -v grep【grep携带-v选项，即反向选择，即显示除没有‘搜寻字符串’内容的那一行。】
获取到进程的pid后，可以对这个进程进行操作了，例如：kill -9 176146——杀死这个进程

系统调用进程ID

每一个进程在被创建出来的时候，都会有自己的PID，操作系统会将每一个进程的PID存放在每一个进程的结构体task_struct中。
ps axj这个指令是使用C语言写出的，其本质就是通过代码通过系统调用接口，然后遍历每一个进程的task_struct中的每一个属性，并将这些属性打印出来、

如何获取程序的PID？

系统会给用户提供一个系统调用接口：getpid()；来获取进程的pid属性——进程标识符
使用系统二号手册来查看系统调用接口：man 2 getpid

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
	// pid_t is int type
	pid_t id = getpid();
	while(1)
	{
		printf("process PID: %d\n", id);
		sleep(1);
	}
	return 0;
}

while :; do ps axj | head -1 ; ps axj | grep process | grep -v grep; echo "---------------------------------------------"; sleep 1; done
使用上述指令在一个新的会话中形成一个监控脚本，来获取进程的相关属性，这里主要为了查看进程的PID
使用getpid()在自己的代码中获取进程id和使用指令ps axj获取进程属性中的pid值相等。
每一次运行程序时，每一次进程id都会不同，这是操作系统在进程运行时随机分配的。

getpid(); 获取进程的id值

父进程

每一个进程都是由其父进程创建出来的

getppid(); 获取父进程的id值

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
        // pid_t is int type
        pid_t pid = getpid();
        pid_t ppid = getppid();
        while(1)
        {
                printf("process PID: %d---Father process PID: %d\n", pid, ppid);
                sleep(1);
        }
        return 0;
}