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进程的查看与属性

news 来源：原创 2025/4/21 22:19:46

一、进程的存储与查看

1.1为什么要有PCB

OS要管理进程，就要遵循“先描述，后组织”的原则，组织的结果就是PCB

1.2Linux中task_struct的存储与查看

1.2.1task_struct的存储

task_struct是一个内存级的，是Linux内核中一种数据结构的单位，在内存（RAM）中创建

1.2.2task_struct的查看（结合示例）

首先准备一个无限循环的code.c

将其编译运行后用来进行进程的查看

code.c:

  1 #include<stdio.h>2 #include<unistd.h>3 int main()4 {                                                                                                                                                        5     int n=0;6     while(1)7     {8 9         printf("%d\n",n);10         n++;11         sleep(1);12     }13     return 0;14 }

此时再打开一个shell，可以选择

ps ajx 查看的所有当前进行的程序

ps ajx结果：

这并不容易观察，我们可以：

利用head -1来提取第一行标题信息，利用grep来搜索需要的内容（一行执行多条指令，可以用；或者&&来连接）

为什么会有这一行呢？

这是因为grep查询mycode本身也是一个进程

我们可以选择用-v选项结合[忽视内容]来屏蔽grep的进程

1.3进程的创建方式：瞬时和常驻

实际上，windows中的双击或者运行可执行程序本质上就是在系统中启动了一个进程

①瞬时进程：执行完就退出，如ls,pwd等

②常驻进程：一直不退，只有用户关闭才会退出，例如刚刚写的mycode

1.4进程的结束方式

①使用kill指令的-9选项

第九选项SIGKILL可以结束进程

使用方式：

kill -9 +[进程PID]

②ctrl+C杀进程

二、进程中的属性

2.1进程中的唯一标识符：PID

2.1.1PID是什么

PID是每个进程都会有的一个“唯一标识符”

我们在ps axj查看进城的时候，可以发现每个进程都有一个PID（实际上PID随机分配底层类似累加器，而且一个进程结束以后再次运行，它的PID也是不一样的）

mycode原PID：

mycode新PID：

2.1.2PID在代码中的获取方式

我们可以使用getpid函数来获取当前进程的PID

使用时需要包含两个头文件：

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

它的返回值pid_t本质上就是一个int类型的typedef

  1 #include<stdio.h>2 #include<unistd.h>3 #include <sys/types.h>4 int main()5 {6     int n=0;7     while(1)8     {9 10         printf("%d\n",n);11         printf("PID:%d\n",getpid());                                                                                                                     12         n++;13         sleep(1);14     }15     return 0;16 }

运行结果：

2.2进程中的两个常用属性：exe和cwd

2.2.1根目录下储存进程中属性的文件夹proc

进程中的属性其实都存在根目录下的文件夹proc中，它是process的简称

在这个文件中，我们可以通过PID查找进程

进程中的属性

2.2.1补：ps底层就是/proc

ps 指令可以直接查看部分当前进程的属性，本质上也是调用/proc并整理其内容

它们的区别是：ps是封装的结果，/proc是系统调用接口

2.2.2exe属性

指向的是对应进程源头可执行程序的路径

此时如果去该路径下删除可执行程序，运行中的程序不会立即停止，为什么？

我们删除的是磁盘中的可执行程序，但是该可执行程序在此之前是通过被加载到了内存中来实现运行的，所以内存中的可执行程序依旧存在，不受影响

2.2.3cwd属性

全称是current work dir：当前工作目录

其展示的内容与pwd的结果基本一致

①作用：其作用的体现可以通过fopen来说明，例如在code.c中添加这样一行代码

FILE* fp=fopen("text.txt","w");

本质上就是将cwd的内容拼接到第一个参数列表之前，以此形成完整的访问路径

②cwd的主动修改：

可以通过代码中的chdir函数来实现cwd的主动修改

（chdir函数：修改成功返回0，否则返回-1）

加入此时将code.c代码修改为

再次查看属性

2.2.4特殊的proc：内存在磁盘中的映射

实际上，/proc并不是磁盘级文件，他只是内存中对应对象(一个task_struct对象)的属性在磁盘中的“挂名”，属于内存级文件

2.3父进程标识：PPID

2.3.1什么是PPID

ppid中的第一个p指的是parent，即父进程的PID

2.3.2PPID在代码中的获取方式

可以在代码中使用getppid函数来获取

更改code.c代码

  1 #include<stdio.h>2 #include<unistd.h>3 #include <sys/types.h>4 int main()5 {6     int n=0;7     chdir("/home/my_normal/test_2_20");8     while(1)9     {10 11         printf("%d ",n);12         printf("PID:%d ",getpid());13         printf("PPID:%d\n",getppid());                                                                                                                   14         n++;15         sleep(1);16     }17     return 0;18 }

打印结果

2.4bash进程

在上一个例子中，我们看到mycode的PPID值为25428，那么这到底是什么呢？

从结果可以看出：这正是bash

我们在命令行中执行命令/程序，本质是bash进程创建的子进程，由子进程来执行我们的代码

bash其实就是命令行解释器shell（属于统称）在Linux下的特化

bash什么时候创建呢？

我们每次登录时都会创建一个-bash

例如此时我进行了三次登录

三、子进程的创建

3.1fork函数进行子进程的创建

3.1.1fork函数的功能介绍

fork函数是一个系统调用接口

可以用来创建一个子进程，返回值分三种：

①创建成功，在父进程中返回子进程的PID

②创建成功，在子进程中返回0

③创建失败：返回-1

3.1.2fork函数使用举例

  1 #include<stdio.h>2 #include<unistd.h>3 4 int main()5 6 {                                                                                                                                                        7     printf("下面展示创建子进程后的情况：\n");8 9     pid_t pd=fork();10     (void)pd;11     printf("I am a process ,PID:%d ,PPID:%d\n",getpid(),getppid());12     sleep(1);13 14     return 0;15 }

运行结果：

分析结果我们可以看出：

第一条结果的PID是第二条结果的PPID，也就是父进程

对应的，第二条结果无疑就是子进程了

所以，使用fork函数可以让我们以原来的进程为父进程，继续创建新的子进程

3.1.2补：当变量定义但未使用时发出警告的处理方案

在使用vim中，有一个设置会让没有使用的变量上被标记一个警告，如果要正常编译运行我们需要将这一警告解除，此时可以选择

(void)+[变量]

3.1.3返回值的设置根据

为什么fork的返回值会这么设置呢？

实际上在Linux中，进程的整体是一个树形结构的

父：子 = 1 ：n

所以需要区分的是”父亲的孩子“，而不是”孩子的父亲“

3.2父子进程间代码的共享与数据的私有

3.2.1结合例子观察现象

代码逻辑：

  1 #include<stdio.h>2 #include<unistd.h>3 #include <sys/types.h>4 5 int tmp=0;6 int main()7 {8    printf("I am a process, pid: %d, ppid: %d\n", getpid(), getppid());9    pid_t id = fork();10    if(id > 0)11    {12        while(1)13        {   14            printf("我是父进程, pid: %d, ppid:%d, ret id: %d, gval: %d\n", getpid(), getppid(), id, tmp);                                                 15            tmp+=2;16            sleep(1);17        }18    }19    else if(id == 0)20    {21        while(1)22        {23            printf("我是子进程, pid: %d, ppid:%d, ret id: %d, gval: %d\n",                               getpid(), getppid(), id, tmp);24            tmp++;25            sleep(1);26        }27    }28    return 0;29    }

①当返回pid_t的值为子进程的PID时，说明当前进程为父进程，我们让tmp为偶数

②当返回pid_t的值为0时，说明当前进程为子进程，我们让tmp为奇数

运行结果