【操作系统】了解Linux操作系统中PCB进程管理模块与进程PID

news2024/11/23 10:24:48

本篇要分享的内容是有关于操作系统中进程的内容。

1.进程的简单理解

2.了解task_struct（进程控制模块）内容分类

3.task_struct（进程控制模块）中的PID

4.调用查看PID的函数

1.进程的简单理解

首先我们需要理解的是什么是程序、什么是进程。

简单理解进程就是可执行程序+内核数据结构（PCB）；

这里的PCB所指的就是process control block（进程控制模块），也可以称作为task_struct，也就是们运行中的程序所对应的各种信息都会被存放在PCB中。

我们先从最简单的部分开始理解，在我们平时写完代码时，将代码运行起来时会在我们的磁盘上生成.exe文件，同时生成窗口，我们可以随便运行一些程序再打开我们的任务管理器，就可以看到这些进程的信息

我们都直到操作系统是帮助我们管理进程、文件、内存、设备等等方便于我们能更好的和我们的计算机交互，那么接下来我们深入研究操作系统如何对进程管理和组织。

2.了解task_struct（进程控制模块）内容分类

task_struct是Linux下的进程管理模块，我们需要了解一下它的内容

1.标示符: 描述本进程的唯一标示符，用来区别其他进程。
2.状态: 任务状态，退出代码，退出信号等。
3.优先级: 相对于其他进程的优先级。
4.程序计数器: 程序中即将被执行的下一条指令的地址。
5.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
6.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]。
7.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。
8.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

这些信息我们可以对比windows系统下的PCB查看

但是因为windows操作系统的设置当前我们只能看到进程任务的名称。

3.task_struct（进程控制模块）中的PID

首先需要理解的一个概念是进程所对应的标识符又叫做 PID （process id），他是描述本进程的唯一标示符，用来区别其他进程。

由于一些原因我们无法在Windows系统中查看进程的PID，所以需要打开我们的Linux操作系统；

那么本章要分享的内容与进程有关

所以在命令行中输入ps axj，即可查看Linux系统中的进程

那这一行就是进程所对应的属性的信息，其中就有我们上面提到过的PID，所以我们这里关注PID。

在文章开始时我们简单对进程有过了解，就是将我们敲的代码通过操作系统运行起来就是一个进程，那我们不妨写一个简单的代码让他跑起来；

如上时一个循环打印；将他运行起来

可以看到他已经循环打印

接下里我们复制再我们的操作台用来查看刚刚运行起来的进程

这里使用  ps axj | grep 运行起来的文件名

可以看到再使用查看进程的命令后出现了两行我们并不懂的信息，我们一一对其解释。

同时还要介绍另一个命令

ps axj | head -1

这个指令可以查看我们的标头的信息；

所以我们不妨将这两个命令一起使用，就可以看到标头信息和它对应的数值

可以看到我们运行起来的程序，也就是进程的PID就是821311

那在下面PID为821630的进程又是什么呢？其实当我们使用指令查进程时，查进程本身的动作也会变成进程，我要去追你，我自己也要动起来，所以在查进程时会将自己也查出来。

下面我们将右边的进程，也就是循环打印终止，再输入查进程的命令

可以看到结果查找不出刚刚的进程了。

所以根据以上结论我们就可以得出结论：我们所写的所有指令，软件，程序最终都是进程。

那么在Windows操作系统下更容易看到

比如这里打开微信

可以看到任务管理器中就有了微信的进程，自然结束进程后相对应的进程也会被终止。

4.调用查看PID的函数

当然除了上述方法可以看到进程的PID之外，还可以通过函数来查看PID；

我们在Linux中查看PID的使用手册

简单理解这个手册中所说的用法就是

调用PID可以可以使用

getpid()

可以将它理解为一个函数，它的作用就是获取进程的标识符，返回值是PID（在此意为哪个进程调用了它，就返回哪个进程的PID），那么头文件<sys/types.h>就告诉着我们这是一个有关于系统的函数和头文件。

在代码中使用

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
int main()
{
        int i=0;
        while(i<=100){
                pid_t id=getpid();
                printf("这是一个进程,PID为：%d\n",id);
                sleep(1);
        }
}
~

将其运行起来