liunx操作系统 进程的基本概念

时间：2024-03-05 22:07:04

进程的基本概念

  • 计算机结构体系
    • 冯诺依曼
  • 操作系统的管理
  • 进程
    • 进程的特性
      • 标识符
      • 系统的调用 创建新的进程
    • 进程的状态
      • 进程队列
      • 进程的状态
      • 在liunx查看进程状态、

计算机结构体系

冯诺依曼

在这里插入图片描述
在没有存储器之前，所有的信息都是直接进入CPU，这样效率很差，因为读入，写出的速度远远慢于cpu计算的速度。所以中间加入缓存区，让cpu从内存中读取，读取的速度很快。所以冯诺依曼体系，极大层度，弥补了读入和写出速度慢的问题。

操作系统的管理

管理是一个抽象的词，我们可以描述一个管理的场景：
在这里插入图片描述
校长是管理者，督导员是传递消息的，学生是执行者。
回到计算机。 操作系统就是管理者，他是一款管理软件，督导员就是各种驱动，学生则是硬件设备。在操作系统的管理下，操作系统用结构体描述结构体的,该结构体描述了设备的重要特性，通过管理特性数据管理你，比如设置你关机，你就关机。

进程

进程的概念：进程是操作系统最重要的概念，他在书上都是说他是运行起来的程序。
在这里插入图片描述
由操作系统管理进程， 而进程则由两部分组成 进程控制块+运行的程序。运行的程序受到进程控制块pcb的管理。

进程的特性

标识符

进程在win中可以在任务管理器中查看，但是在liunx中只能用命令
在这里插入图片描述
我们也可结合管道
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接下来，我们将看到第一个跑起来的进程
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程序中： 会一直跑接下来我们查看程序的运行情况：

在这里插入图片描述
test是运行起来的程序其pid是其唯一标识符。
我们如何拿到进程的pid号的呢？在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
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他的运行代码是：
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重要概念：进程的工作目录
如何查看进程存在的位置呢？
在这里插入图片描述
工作目录
在这里插入图片描述
工作目录是程序写入文件中。比如我们使用程序创建一个文件，那么这个文件就在这里。也就是工作目录。

系统的调用 创建新的进程

首先认识一个函数fork
在这里插入图片描述
fork函数的功能如下：
为什么两个进程的fpid不同呢，这与fork函数的特性有关。fork调用的一个奇妙之处就是它仅仅被调用一次，却能够返回两次，它可能有三种不同的返回值：
1）在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID；
2）在子进程中，fork返回0；
3）如果出现错误，fork返回一个负值；

此时我们便可以通过返回值的不同：让父子进程干不同的事情。
在这里插入图片描述

进程之间是相互独立的，杀掉子进程，不影响父进程。同样，杀掉父进程，也不影响子进程。

进程的状态

进程队列

在这里插入图片描述
当程序中向硬件读取数据时，进程就会一直等着。当然，cpu并不是一直只为一个进程提供服务，在一个时间片内，cpu只为此进程提供服务。此时，排队就是必要的了。注意，此时排队的是，pcb进程控制块。
在这里插入图片描述小助手： 偏移量的求法：
在这里插入图片描述

进程的状态

进程的一般状态

  1. 运行：运行是程序正在进行的一般状态
  2. 阻塞：阻塞是程序正在等待资源的状态
  3. 挂起：当操作系统内存吃紧，操作系统将阻塞的部分进程拷贝到磁盘中。该进程被暂时挂起。
    等待其实就是排队，也就是pcb代替我进程去排队。

在liunx查看进程状态、

在这里插入图片描述
liunx有以上的几种状态

首选 ，我们写一个运行起来的父子程序。
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
神奇的是 test并不是r状态，而是s状态，s状态是浅度睡眠，浅度睡眠是可以打断的睡眠。D是 深度睡眠，深度睡眠，不可以被杀掉。
接下来，我们看T状态：使用命令kill -19 即可暂停进程

在这里插入图片描述
此时kill -18就可以继续运行

接下来，我们介绍孤儿进程，僵尸进程。
运行下面代码：

#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<stdlib.h>
using namespace std;

int main()
{
  cout<<"mypid:"<<getpid()<<" "<<"myppid:"<<getppid()<<endl;
pid_t  x=fork();
int i=5;
int k=10;
if(x==0)
{
  while(i)
  {
    i--;
cout<<"我是子"<<endl;
  cout<<"mypid:"<<getpid()<<" "<<"myppid:"<<getppid()<<endl;
sleep(1);
  }
  exit(0);

}
else
{
  while(k)
  {
    k--;
cout<<" 我是父"<<endl;  
  cout<<"mypid:"<<getpid()<<" "<<"myppid:"<<getppid()<<endl;
sleep(2);
}
}
return 0;
}

当5次循环结束后，子进程结束，子进程并不会直接被干掉，而是变为僵尸进程，僵尸进程是等待父进程接受退出数据用的。
僵尸进程的危害：

  1. 僵尸进程的退出状态必须一直维持下去，因为它要告诉其父进程相应的退出信息。可是父进程一直不读取，那么子进程也就一直处于僵尸状态。
  2. 僵尸进程的退出信息被保存在task_struct(PCB)中，僵尸状态一直不退出，那么PCB就一直需要进行维护。
  3. 若是一个父进程创建了很多子进程，但都不进行回收，那么就会造成资源浪费，因为数据结构对象本身就要占用内存。
  4. 僵尸进程申请的资源无法进行回收，那么僵尸进程越多，实际可用的资源就越少，也就是说，僵尸进程会导致内存泄漏。

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