Linux中并发程序设计

news2024/12/22 8:03:48

进程的创建和回收

进程概念

概念
程序
存放在磁盘上的指令和数据的有序集合（文件）
静态的
进程
执行一个程序所分配的资源的总称
动态的
进程和程序比较

注：进程是存在RAM中，程序是存放在ROM(flash)中的
进程内容
BSS段：存放程序中未初始化的全局变量
数据段：已初始化的全局变量，static声明的变量
代码段：程序执行代码
堆（heap）：malloc等函数分配内存
栈(stack)：局部变量，函数参数，函数的返回值
进程控制块（pcb)：PID，进程优先级，文件描述符表
进程控制块
进程标识PID、进程用户、进程状态、优先级、文件描述符表
进程类型
交互进程：在shell下启动，在前台后台运行
批处理进程：和在终端无关，被提交到一个作业队列中以便顺序执行
守护进程：和终端无关，一直在后台运行
进程状态
运行态、等待态、停止态、死亡态：

进程常用命令

查看进程信息
ps 查看系统进程快照
top 查看进程动态信息
/proc 查看进程详细信息
执行命令如下：
ps：当前shell显示

ps -e ：所有进程显示

ps -el：是显示详细信息
具体命令参数信息如下：
ps 命令详细参数：
-e：显示所有进程
-l：长格式显示更加详细的信息
-f 全部列出，通常和其他选项联用
表头含义
F 进程标志，说明进程的权限，常见的标志有两个:
1：进程可以被复制，但是不能被执行；
4：进程使用超级用户权限；
S 进程状态。进程状态。常见的状态有以下几种：
1. -D：不可被唤醒的睡眠状态，通常用于 I/O 情况。
2. -R：该进程正在运行。
3. -S：该进程处于睡眠状态，可被唤醒。
4. -T：停止状态，可能是在后台暂停或进程处于除错状态。
5. -W：内存交互状态（从 2.6 内核开始无效）。
6. -X：死掉的进程（应该不会出现）。
7. -Z：僵尸进程。进程已经中止，但是部分程序还在内存当中。
8. -<：高优先级（以下状态在 BSD 格式中出现）。
9. -N：低优先级。
10. -L：被锁入内存。
11. -s：包含子进程。
12. -l：多线程（小写 L）。
13. -+：位于后台。
  UID 运行此进程的用户的 ID；
  PID 进程的 ID；
  PPID 父进程的 ID；
  C 该进程的 CPU 使用率，单位是百分比；
  PRI 进程的优先级，数值越小，该进程的优先级越高，越早被 CPU 执行；
  NI 进程的优先级，数值越小，该进程越早被执行；
  ADDR 该进程在内存的哪个位置；
  SZ 该进程占用多大内存；
  WCHAN 该进程是否运行。"-"代表正在运行；
  TTY 该进程由哪个终端产生；
  TIME 该进程占用 CPU 的运算时间，注意不是系统时间；
  CMD 产生此进程的命令名；
实时查看进程命令如下：
top 查看进程动态信息
shift +> 后翻页
shift +< 前翻页
top -p PID 查看某个进程
改变进程优先级
nice 按用户指定的优先级运行进程
nice [-n NI值] 命令
NI 范围是 -20~19。数值越大优先级越低
普通用户调整 NI 值的范围是 0~19，而且只能调整自己的进程。
普通用户只能调高 NI 值，而不能降低。如原本 NI 值为 0，则只能调整为大于 0。
只有 root 用户才能设定进程 NI 值为负值，而且可以调整任何用户的进程。
renice 改变正在运行进程的优先级
renice [优先级] PID
设置优先级案例如下：
改变优先级案例如下：
进程相关命令
jobs 查看后台进程
bg 将挂起的进程在后台运行
fg 把后台运行的进程放到前台运行
ctrl + z 把运行的前台进程转为后台并停止
案例代码如下：
编写一个.c文件，然后调用一个简单的sleep函数后，执行test后在另一个端口查看进程如下：

注：上述是在运行函数后，按ctrl + Z使其进程进入停止状态T

创建子进程

子进程概念
子进程为由另一个进程(对应称之为父进程)所创建的进程，实际上你在linux中写程序都是别人创建的，比如运行.test文件时，就是shell的子进程
子进程创建-fork
#include <unistd.h>
pid_t fork(void);
创建新的进程，失败时返回-1
成功时父进程返回子进程的进程号，子进程返回0
通过fork的返回值区分父进程和子进程
创建子进程案例如下：

注：创建子进程时虽然会复制父进程的代码，但是不会从头开始执行，而是从创建fork函数下方的时候执行，所以子进程没有赋予相应的进程号，但是系统默认给了0，下面图片显示得很清楚

要点：1 子进程只执行fork之后的代码
父子进程执行顺序是操作系统决定的。
父子进程
子进程继承了父进程的内容
父子进程有独立的地址空间，互不影响
若父进程先结束
子进程成为孤儿进程，被init进程收养
子进程变成后台进程
若子进程先结束
父进程如果没有及时回收，子进程变成僵尸进程
父子进程案例如下：
运行如下：

注：可以得出父子进程没有什么特定的关系，是系统随机调用的
通过父进程号看出子进程和父进程
在用kill -9 杀死父进程，然后可以发现子进程的父进程PPID变成1，也就是init进程中，然后另一个终端ctrl + c结束不掉，说明以及变为后台进程了

注：有些新版的ubuntu系统子进程可能被其他进程领养，例如：systemd作为最新的初始化系统（init）来提高系统的启动速度。这和进程1的init是一个道理不要疑惑。