（Linux 系统）进程概念-优快云博客

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一、冯诺依曼体系结构

输入单元：包括键盘, 鼠标，扫描仪, 写板等

中央处理器(CPU)：含有运算器和控制器等

输出单元：显示器，打印机等

存储器：内存（所有设备都只能直接和内存打交道。）

二、操作系统(Operator System)

是管理计算机软硬件资源的软件

任何计算机系统都包含一个基本的程序集合，称为操作系统(OS)。笼统的理解，操作系统包括：内核（进程管理，内存管理，文件管理，驱动管理）其他程序（例如函数库，shell程序等等）

设计OS的目的：与硬件交互，管理所有的软硬件资源；为用户程序（应用程序）提供一个良好的执行环境

1、计算机层状结构:

用户部分：

①用户：指令操作、开发操作、管理操作

②用户操作接口：shell外壳、lib、部分指令

系统软件部分：

①systeam call：系统调用接口

②操作系统：内存管理、进程管理、文件管理、驱动管理

③驱动程序：网卡驱动、硬盘驱动、其他驱动

硬件部分：

①底层硬件：网卡、硬盘、其他

系统调用和库函数概念：在开发角度，操作系统对外会表现为一个整体，但是会暴露自己的部分接口，供上层开发使用，这部分由操作系统提供的接口，叫做系统调用。系统调用在使用上，功能比较基础，对用户的要求相对也比较高，所以，有心的开发者可以对部分系统调用进行适度封装，从而形成库，有了库，就很有利于更上层用户或者开发者进行二次开发。

三、进程

1、基本概念

课本概念：加载到内存中创建了PCB的程序，正在执行的程序等

内核观点：担当分配系统资源（CPU时间，内存）的实体。

操作系统管理进程本质是对进程的PCB数据结构对象进行管理

描述进程-PCB 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。课本上称之为PCB（process control block）进程控制块，Linux操作系统下的PCB是: task_struct

task_ struct内容分类

标示符: 描述本进程的唯一标示符，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，还有和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[休学例子，要加图CPU，寄存器]。

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总和，使用的时钟数总和，时间限制，记账号等。

其他信息

2、进程状态

R运行状态（running）: 并不意味着进程一定在运行中，它表明进程要么是在运行中要么在运行队列里。

S睡眠状态（sleeping): 意味着进程在等待事件完成（这里的睡眠有时候也叫做可中断睡眠（interruptible sleep））。

D磁盘休眠状态（Disk sleep）有时候也叫不可中断睡眠状态（uninterruptible sleep），在这个状态的进程通常会等待IO的结束。

T停止状态（stopped）：可以通过发送 SIGSTOP 信号给进程来停止（T）进程。这个被暂停的进程可以通过发送 SIGCONT 信号让进程继续运行。

X死亡状态（dead）：这个状态只是一个返回状态，你不会在任务列表里看到这个状态

Z(zombie)-僵尸进程僵死状态（Zombies）：

是一个比较特殊的状态。当进程退出并且父进程（使用wait()系统调用,后面讲）没有读取到子进程退出的返回代码时就会产生僵死(尸)进程僵死进程会以终止状态保持在进程表中，并且会一直在等待父进程读取退出状态代码。所以，只要子进程退出，父进程还在运行，但父进程没有读取子进程状态，子进程进入Z状态

查看进程：ps aux / ps axj 命令

ps ajx | head -1 && ps ajx | grep test

进程监控脚本：

while :;do ps axj | head -1 && ps axj |grep test | grep -v grep ; sleep 1;done

3、通过系统调用获取进程标示符

进程id（PID）父进程id（PPID）

 #include <stdio.h>
 #include <sys/types.h>
 #include <unistd.h>
 
int main()
 {
    printf("pid: %d\n", getpid());
    printf("ppid: %d\n", getppid());
    return 0;
 }

4、通过系统调用创建进程

#include <stdio.h>
 #include <sys/types.h>
 #include <unistd.h>
 
int main()
 {
    int ret = fork();
    if(ret < 0){
        perror("fork");
        return 1;
    }
    else if(ret == 0){ //child
        printf("I am child : %d!, ret: %d\n", getpid(), ret);
    }else{ //father
        printf("I am father : %d!, ret: %d\n", getpid(), ret);
    }
    sleep(1);
    return 0;
 }