【Linux进程的知识点】

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前言

操作系统的知识补充

我们来理解一个用户操作接口：

进程的理解

进程的基本概念

描述进程-PCB

task_struct-PCB的一种

task_ struct内容分类

进程的task_struct本身内部的属性有哪些？

1、启动

查找 pid 的方式：

方法一：

方法二：

2、进程创建的代码方式

我们为什么要创建子进程？

总结

前言

世上有两种耀眼的光芒，一种是正在升起的太阳，一种是正在努力学习编程的你!一个爱学编程的人。各位看官，我衷心的希望这篇博客能对你们有所帮助，同时也希望各位看官能对我的文章给与点评，希望我们能够携手共同促进进步，在编程的道路上越走越远！

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

操作系统的知识补充

我们来理解一个用户操作接口：

举个例子：

年轻人去银行办理业务，因为是年轻人，能力比较强，知道怎么办理，就可以直接找工作人员去办理；而老年人属于弱势群体，对于这些不熟悉，此时银行的工作经理就来了，他会帮助老年人准备好各种各样的手续，所有资料都准备好了，然后再让柜台前的工作人员来办理。

系统调用接口是操作系统提供的，用户必须懂一点操作系统，才可以直接通过系统调用的接口来访问操作系统；而有的用户对操作系统不是很了解，操作系统提供的接口确实很难，这时可以通过用户操作接口，来访问系统调用接口 ----> 访问操作系统。用户操作接口(库,例如：c/c++标准库)是系统调用接口的封装。

代码不具有跨平台性根本原因：

你直接访问操作系统的系统调用接口，平台不同，操作系统不同，系统调用接口、返回值，函数名都不同，所以不具有跨平台性。

c/c++具有跨平台性：

在用户操作接口方面：linux下给c语言提供了linux版的库函数，在windows中给c语言提供了windows版的库函数，大家向上提供的都是printf函数；系统调用接口方面：linux用linux的系统调用接口帮助你向显示器打印，windows下用windows的系统调用接口帮助你完成向显示器打印。

进程的理解

struct PCB{}在操作系统中，我们一般给它叫做内核数据结构。

没开机的话，操作系统(OS)也是储存在磁盘当中的一个二进制文件。可执行程序没有运行起来的话，一般都在磁盘中。

开机的时候，操作系统是第一个加载到内存中的一个软件。内存数据块是在我们的操作系统内部的。

开机的时候，都要等上十几秒，是在磁盘中的操作系统加载到内存当中；然后当你创建进程时，一方面是把你的可执行程序和数据加载到内存当中，另一方面，需要在我们对应的操作系统内部malloc出来对应的结构体，你有几个进程，就malloc几个struct PCB{}

我们在整个操作系统内部里面对进程的管理，就变成了对struct PCB的操作。

我们可以转换成学校管理学生：

内存 ----->学校；操作系统 ------> 教务管理系统；学生 -----> 加载到内存中的代码和数据。

你怎么证明你是学校的学生呢？

你的属性信息(struct PCB)在学校的教务管理系统中。操作系统对于进程的管理，本质是对 struct PCB{}的管理，而并非是对你的可执行程序加载到内存之后，对可执行程序做管理。

为什么要有PCB呢？

OS操作系统要对进程做管理！！！任何管理：先描述，在组织

PCB是对操作系统学科里面所有进程控制块的统称。

Linux进程控制块的具体称呼：struct task_struct。

调度运行进程，本质就是让进程控制块 struct PCB{} 进行排队！！！

如何理解进程动态运行？

只要我们的进程task_struct，将来在不同的队列中，进程就可以访问不同的资源。

进程的基本概念

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

进程的task_struct本身内部的属性有哪些？

1、启动

1、./xxxx，本质就是让系统创建进程并运行 ----- 我们自己写的代码形成的可执行 == 系统命令 == 可执行文件。在Linux中运行的大部分执行操作，本质都是运行进程！！！
2、每一个进程都要有自己的唯一的标识符，叫做进程 pid。

查找 pid 的方式：

方法一：

方法二：

一个进程，不通过ps指令，想知道自己的pid，该如何做呢？

用户不能对操作系统直接访问，要通过系统调用接口来进行访问，我们就学到了第一个系统调用接口 man getpid

3、ctrl + c 就是在用户层面上终止进程，kill -9 pid 可以直接用来杀掉进程。

2、进程创建的代码方式

父进程创建一个子进程，本质是系统多了一个进程，多了一个进程，就是多了：

1、内核 task_struct；2、有自己的代码和数据。

父进程的代码和数据是从磁盘加载来的，子进程的代码和数据呢？

默认情况继承父进程的代码和数据。

我们为什么要创建子进程？

我们想要子进程执行和父进程不一样的代码。

父进程创建一个子进程，创建一个进程是操作系统内多了一个进程，多了一个进程，其实就是多了一个struct PCB{}和该进程的代码和数据；创建一个进程就是创建一个struct PCB{}的内核数据结构，可是用户没有任何权利直接对内核数据结构(操作系统)进行任何的增删查改，所以为了创建进程，操作系统就得给我们提供一个系统调用接口(fork)。

fork()的返回值：

如果fork()函数成功了，会返回子进程的pid(pid > 0)给父进程，返回0给子进程；

如果fork()函数失败的话，-1就返回给父进程，没有子进程创建成功，错误码被设置。

fork()之后的代码，其实都被父、子进程共享的，只不过这里做了判断，子进程通过fork()进入子进程的执行流当中；父进程进入父进程的执行流当中。

父进程和子进程是并列的，退出谁，也不会影响另一个。

怎么理解fork()会有两个返回值，返回两次？

fork()是一个函数，是由操作系统(OS)提供的，fork()是一个系统调用接口。当我们执行到 return 的时候，函数是不是已经执行完了？执行到 return 的时候，子进程已经存在了，并且子进程可以被调度了，return 也是代码。我们之前说的 fork()之后，代码共享，这种说法不太准确，而是在fork()内部，前半部分代码由我们的父进程创建子进程，执行到 return 的时候，已经是两个执行流了，所以父进程被调度一次，子进程被调度一次，各自执行一次 return ，return 被执行两次。其实不是 fork()之后的代码，而是 fork()从后半部分代码和 return 之后的所有代码都是被大家共享的。