Linux进程概念

系统编程：

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进程概念：

冯诺依曼体系结构—现代计算机硬件体系结构
计算机五大硬件单元：

1、输入设备：键盘
2、输出设备：显示器
3、存储器：内存
4、运算器：CPU
5、控制器

所有设备都是围绕存储器工作的

硬件结构决定了软件行为

操作系统：一个软件安装在计算机硬件上

目的：为了让计算机更加好用—功能：合理统筹管理计算机上边的软硬件资源
管理：先描述，再组织

graph TD
A[用户,打印hello bit] -->B(shell,库printf)
B --> C[系统调用接口]
C -->D[文件管理,内存管理,操作系统,进程管理]
D -->E[硬件驱动]
E -->F[键盘,鼠标,显示器等]

库函数与系统调用接口的关系： 库函数封装了系统调用接口，是上下级的调用关系

进程：

进程是什么： 进行中的程序

操作系统通过pcb来控制一个进程的运行,这个pcb也叫进程描述符，描述了一个运行中的程序，在操作系统角度，进程就是pcb-task_struct
cpu分时机制：切换调度进程，每个进程只运行很短一段时间（时间片）

内存指针
程序计数器
上下文数据
标识符PID
进程状态
优先级—交互式(前台)/批处理(后台)
IO状态信息
记账信息

进程查看

ps -ef/aux —查看系统所有进程信息
/proc —保存系统中正在运行的程序信息
pid_t getpid() —获取调用进程的pid

进程创建：创建一个子进程

fork（）—通过复制调用进程（父进程）创建一个新的进程（子进程）
（内存指针，上下文数据，程序计数器）

复制父进程的pcb（意味着和父进程拥有一样的内存指针，程序计数器，上下文数据）

和父进程运行相同的代码，一样的运行位置，
处理一样的数据
父子进程代码共享，数据独有
pid_t fork(void);
如何分辨父子进程：返回值

父进程：返回子进程的pid,pid>0
子进程：返回0
失败：返回-1

创建子进程的意义：

分摊压力，cpu资源足够的情况父子进程同时处理数据，效率高，希望完成其它的任务

进程状态：就绪，运行，阻塞

Linux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）：
僵死态（Z）：
死亡态（X）：
追踪态（t）：

僵尸进程： 处于僵死态的进程—进程退出了但是资源没有完全释放（没有完全退出）==
如何产生： 子进程先于父进程退出，将自己的退出原因保存在pcb中，操作系统检测到子进程退出，因为父进程有可能关注退出原因，所以不敢随意释放所有资源，通知父进程子进程的退出，但是这时候父进程可能正在打麻将，没有关注到这个通知导致子进程退出了，但是资源一直没有完全释放，处于僵死状态，成为僵尸进程

危害：资源泄露，一个用户能够创建的进程是有限的，可能导致新进程创建失败
处理：干掉父进程
如何避免：进程等待

孤儿进程： 父进程先于子进程退出，子进程成为孤儿进程，运行在后台，父进程成为1号进程`

守护进程/精灵进程： 特殊的孤儿进程

进程优先级：通过一个评级来决定一个进程的cpu资源优先分配权

为了让计算机运行的更加合理（因为进程的性质各有不同—批处理/交互式）

查看：ps -l —PRI —NI
修改：优先级无法直接修改，但是可以通过修改NI的值，来调整PRI的值

PRI=PRI+NI
renice -n ni_val -p pid / / / nice -n ni_val ./main
nice值范围：-20~19
优先级调整更多的是针对cpu密集型程序（对cpu资源要求比较高）
磁盘密集型程序因为本身对cpu资源要求就不是很高，因此大多数情况下，没必要调整
竞争性： 独立性： 并行 并发

环境变量：保存有设置操作系统运行环境参数的变量

查看环境变量：env / echo / set
设置环境变量：export
删除环境变量：unset
常见环境变量：HOME SHELL / PATH
环境变量在代码中的操作/特性：全局特性—继承

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程序地址空间：

地址：内存区域的编号
—进程的虚拟地址空间—内存描述符—mm_struct
操作系统通过mm_struct这个结构体给进程描述了一个虚拟的地址空间
如何描述：

mm_struct
{
    ulong size;
    ulong code_start;
    ulong code_end;
    ulong data_start;
    ulong data_end;
}

虚拟地址空间+页表：提高内存利用率，对内存访问进行控制
保证进程独立性

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写时拷贝技术：父进程创建了子进程，但是并没有直接给予子进程开辟内凑你，拷贝数据，而是跟父进程映射到同一个位置，但是如果内存中数据发生的改变，那么对于改变的这块内存，需要重新给子进程开辟内存，并且更新页表信息。提高子进程创建性能