Linux之进程

进程

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。

承上启下

那在还没有学习进程之前，就问大家，操作系统是怎么管理进行进程管理的呢？很简单，先把进程描述起来，再把 进程组织起来！

基本概念

课本概念：程序的一个执行实例，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。

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），Linux操作系统下的PCB是: task_struct

task_struct-PCB的一种

在Linux中描述进程的结构体叫做task_struct。

task_struct是Linux内核的一种数据结构，它会被装载到RAM(内存)里并且包含着进程的信息。

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

组织进程

可以在内核源代码里找到它。所有运行在系统里的进程都以task_struct链表的形式存在内核里。

查看进程

进程的信息可以通过 /proc 系统文件夹查看

• 如：要获取PID为1的进程信息，你需要查看 /proc/1 这个文件夹。
• 大多数进程信息同样可以使用top和ps这些用户级工具来获取

示例代码如下：

#include <stdio.h>
 #include <sys/types.h>
 #include <unistd.h>
 
int main()
 {
    while(1){
        sleep(1);
    }
    return 0;
 }

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;
 }

通过系统调用创建进程-fork初识

• 运行man fork认识fork
• fork有两个返回值
• 父子进程代码共享，数据各自开辟空间，私有一份（采用写时拷贝）

示例代码如下：

 #include <stdio.h>
 #include <sys/types.h>
 #include <unistd.h>
 
int main()
 {
    int ret = fork();
    printf("hello proc : %d!, ret: %d\n", getpid(), ret);
    sleep(1);
    return 0;
 }

• fork 之后通常要用if进行分流

代码如下：

#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;
 }