【Linux学习】进程

news2025/1/13 7:49:23

下面是有关进程的相关介绍，希望对你有所帮助！

小海编程心语录-CSDN博客

1. 进程的概念

1.1 进程与程序

1.2 进程号

2. 进程的状态

2.1 fork创建子进程

2.2 父子进程间的文件共享

3. 进程的诞生与终止

3.1 进程的诞生

3.2 进程的终止

1. 进程的概念

1.1 进程与程序

进程是一个可执行程序的实例，进程是一个动态过程，它是程序的一次运行过程，被执行之后的程序叫做进程，每个运行的进程的都对应一个属于自己的虚拟地址空间。当应用程序被加载到内存中运行之后它就称为了一个进程，当程序运行结束后也就意味着进程终止，这就是进程的一个生命周期。

程序是一个可执行文件，文件是一个静态的概念，存放磁盘中，如果可执行文件没有被运行，那它将不会产生什么作用，不占用磁盘空间，需要消耗系统的内存，CPU资源。

程序：编译后产生的，格式为ELF的，存储于硬盘的文件

进程：程序中的代码和数据，被加载到内存中运行的过程

程序是静态的概念，进程是动态的概念

PCB：存放一个具体进程的全部信息（包括进程编号、状态、优先级等），因为系统有多个进程，所以就存在多个PCB，每个PCB之间通过指针变量关联

1.2 进程号

Linux 系统下的每一个进程都有一个进程号（process ID，简称 PID），用于唯一标识系统中的某一个进程，在应用程序中，可通过系统调用 getpid()来获取本进程的进程号，除了 getpid()用于获取本进程的进程号之外，还可以使用 getppid()系统调用获取父进程的进程号

//函数原型
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
pid_t getpid(void);
//可以这么写
pid_t pid;
pid = getpid();

2. 进程的状态

Linux 系统下进程通常存在 6 种不同的状态，分为：就绪态、运行态、僵尸态、可中断睡眠状态（浅度睡眠）、不可中断睡眠状态（深度睡眠）以及暂停态。

就绪态：指该进程满足被CPU调度的所有条件但此时并没有被调度执行，只要得到CPU就能够直接运行；意味着该进程已经准备好被CPU执行。
运行态：指该进程当前正在被CPU调度运行，处于就绪态的进程得到CPU调度就会进入运行态
僵尸态：僵尸态进程其实指的就是僵尸进程，指该进程已经结束、但其父进程还未给它“收尸”。
可中断睡眠状态：可中断睡眠也称为浅度睡眠，表示睡的不够“死”，还可以被唤醒，一般来说可以通过信号来唤醒

不可中断睡眠状态：不可中断睡眠称为深度睡眠，深度睡眠无法被信号唤醒，只能等待相应的条件成立才能结束睡眠状态。把浅度睡眠和深度睡眠统称为等待态（或者叫阻塞态），表示进程处于一种等待状态，等待某种条件成立之后便会进入到就绪态

暂停态：暂停并不是进程的终止，表示进程暂停运行，一般可通过信号将进程暂停，譬如SIGSTOP信号；处于暂停态的进程是可以恢复进入到就绪态的，譬如收到SIGCONT信号

2.1 fork创建子进程

除了系统的初始化进程之外，其他的所有进程都是通过 fork() 复刻而来的。fork()调用成功后，将会在父进程中返回子进程的 PID，而在子进程中返回值是 0，之后子进程和父进程会继续执行 fork()调用之后的指令；如果调用失败，父进程返回值 -1，不创建子进程。

调用 fork()函数的进程称为父进程，由 fork()函数创建出来的进程被称为子进程。

fork函数执行完毕后的三种情况：

在父进程中，fork返回新创建子进程的进程PID
在子进程中，fork返回0
如果出现错误，fork返回一个负值

2.2 父子进程间的文件共享

//示例代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int main(void)
{
    pid_t pid;
    int fd;
    int i;
    fd = open("./test.txt", O_RDWR | O_TRUNC);  //打开文件
    if (0 > fd)
    {
        perror("open error");
        exit(-1);
    }
    //复刻创建子进程
    pid = fork();    
    switch (pid)    //三种情况
    {
    case -1:        
          // 失败
        perror("fork error");
        close(fd);    
        exit(-1);     
    case 0:
        // 子进程 
        for (i = 0; i < 4; i++) // 循环写入 4 次
            write(fd, "1122", 4);
        close(fd);    //关闭文件
        _exit(0);    //退出子进程
    default:
        // 父进程 
        for (i = 0; i < 4; i++) // 循环写入 4 次
            write(fd, "AABB", 4);
        close(fd);    //关闭文件
        exit(0);      //退出父进程
    }
}
//大家可以自己试着运行代码，看一下输出结果是什么！

父进程 open 打开文件之后，才调用 fork()函数创建了子进程，所以子进程了继承了父进程打开的文件描述符 fd，两个文件描述符都指向了一个相同的文件，意味着它们的文件偏移量是同一个、绑定在了一起，相互影响，子进程改变了文件的位置偏移量就会作用到父进程，同理，父进程改变了文件的位置偏移量就会作用到子进程。

3. 进程的诞生与终止

3.1 进程的诞生

一个进程可以通过 fork()系统调用创建一个子进程，一个新的进程就此诞生！

Linux 系统下的所有进程都是由其父进程创建而来，进程号为 1 的进程是所有进程的父进程，通常称为 init 进程，它是 Linux 系统启动之后运行的第一个进程，它管理着系统上所有其它进程，init 进程是由内核启动，因此说它没有父进程。

一个进程的生命周期便是从创建开始直至其终止。