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Linux:进程的概念

news 来源：原创 2025/4/24 9:53:19

基本概念

课本概念：程序的一个可执行实例，正在执行的程序。

内核观点：担当分配系统资源实体。

当操作系统要执行程序时，也就是说操作系统要执行代码，但一个操作系统需要执行多个程序，而CPU只有一块，那么这些需要执行代码的程序要排队依次执行。

CPU有一个task_struct结构体将代码和关于这代码所处程序的信息存起来，比如进程的状态，优先级等，而这个task_struct被称为PCB

为了让进程依次执行，所以需要将进程进程排队，操作系统中有一个链表，就是运行队列，通过将PCB结构体链入链表中的方式来将进程进行排队，所以本质上是PCB给我们的进程排队，不是进程在排队，当有一个PCB被选中的时候，加载对应的进程。

内容分类

以下是一些task_struct的一些信息

标识符：用来标识进程的唯一标识符，用于区别其它进程

状态：任务状态，退出代码，退出信号等。

优先级：相对其它进程的优先级。

程序计数器：程序中即将被执行的下一条语句的地址

内存指针：包括进程代码和程序相关数据的指针，还有和其它进程共享的内存指针块的指针

上下文数据：程序执行时处理器中寄存器的数据

I/O状态信息：包括显示I/O请求，分配给进程的I/O设备和被文件使用的进程列表

再说内存指针，用于标识代码执行到那个语句在下次执行程序时，可以直接运行。

再说记账信息，其存储这进程共占有多久CPU，这样可以让CPU做出更好的决策防止一个进程过久占据CPU.

组织进程

查看进程

进程的信息可以通过/proc系统文件查看所有进程

也可以通过 ps axj 和ps aux来查看所有进程状态信息

如果我们想要获取某一个进程的信息我们可以使用ps axj | grep 进程名

这里我们写一个死循环进程，就是一值在运行的进程

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
int main()
{while(1){printf("我是一个进程,我的PID是%d\n",getpid());sleep(1);}
}

我们开始让这个程序运行

获取进程信息有两种方式

通过进程名获取信息

通过进程PID获取信息

父子进程

在Linux中每个进程都有一个父进程，在刚刚ps axj中PPID就是父进程的PID，查看图片process的父进程PID是1123083

函数getppid()可以获取父进程PID，其包含在unistd.h头文件中，返回值类型是pid_t

写入以下代码

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>int main()
{pid_t pid = getpid();pid_t ppid = getppid();while(1){printf("ppid = %d,pid = %d\n", ppid, pid);      sleep(1);}
}

输出结果

此进程的PID是1123908，父进程的PID是1123417

我们可以用ps axj 来查询以下父进程

这里1123417是bash的进程这里提出一个重要的概念

一切命令行调用的进程都是在bash的子进程

/proc

proc的全称是process，翻译过来就是进程的意思，我们可以通过proc来查看所有进程

蓝色的代表文件目录，可以看到大部分呢数字都是文件，这些文件对应了PID值，我们之前的bash的PID就是1123160，就在这个文件中，我们可以查看一下

里面存放了很多描述性文件，我们就不一一举例了，我们就那两个来说明

cwd：当前文件下的路径

我现在的工作路径就是/root/working7/，所有cwd可以显示当前的工作路径

exe：可执行程序路径

exe的可执行路径是/usr/bin/中这个很重要我们以后会讲到

fork

fork可以用来在程序中创建子进程，它的头文件在unistd.h中，直接调用fork就可以创建子进程了

#include <stdio.h>      
#include <unistd.h>      int main()      
{      printf("before: ppid = %d,pid = %d\n", getppid(), getpid());    fork();    printf("after:  ppid = %d,pid = %d\n", getppid(), getpid());    return 0;    
}

先输出before的pid和ppid，after之后在输出pid和ppid

运行结果

我们在输出before时只输出了一个before的信息，而fork之后输出了两个after的信息，说明，我们的进程创建成功了，一共运行了两次语句。

对于第一条语句就是这个进程执行的

而第二条语句的pid和ppid都和第一条一样，说明这两条语句都由一个进程运行

而第三条语句是新的，所以第三条语句是新建立出来的，是原先进程的子进程

fork之后会创建两个进程

一个是原本的进程

一个是原本进程的子进程

fork也有返回值

对于父进程，返回子进程的PID

对于子进程返回0

如果创建失败返回-1

根据fork的返回值判断父子进程

#include <stdlib.h>    
#include <unistd.h>    
#include <sys/types.h>    int main()    
{    pid_t id = fork();    if(id == 0)    {    printf("child:  ppid = %d,pid = %d\n", getppid(), getpid());    }    else    {    printf("father: ppid = %d,pid = %d\n", getppid(), getpid());    }    return 0;                                                           
}

输出结果