Linux进程概念引入

冯诺依曼体系

  目前我们的计算机基本都是遵守冯诺依曼体系的，在冯诺依曼体系中，所有设备都只能直接和存储器交互。

操作系统

概念

  任何计算机系统都包含一个基本的程序集合，称为操作系统（OS）。简单来说一个操作系统包括：内核（进程管理，内存管理，文件管理，驱动管理）和其他程序（数据库，shell程序等）。

设计目的

1. 与硬件交互，管理所有的软硬件资源；
2. 为用户程序（应用程序）提供一个良好的执行环境。

定位

  在整个计算机软硬件架构中，操作系统的定位是一款管理软硬件的软件。首先用struct结构体把被管理对象描述起来，然后用链表或其他高效的数据结构把被描述对象组织起来。

系统调用和库函数的概念

  在开发角度，操作系统对外会表现为一个整体，但是会暴露自己的部分接口，供上层开发使用，这部分由操作系统提供的接口，叫做系统调用。
  系统调用在使用上，功能比较基础，对用户的要求相对也比较高，所以可以对部分系统调用进行适度封装，从而形成库，有了库，就很有利于更上层用户或者开发者进行二次开发。

进程

概念

  程序执行的一个实例，正在执行的程序等。在内核上担当分配系统资源（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，称为PCB。在Linux操作系统中的PCB是task_struct，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

  标识符：描述本进程的唯一标识符，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。
  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。

组织进程

  可以在内核源代码里找到它。所有运行在系统里的进程都以task_struct链表的形式存在内核里。

查看进程

  进程信息可以通过/proc系统文件查看。

  大多数进程信息同样可以使用top和ps这些用户级工具来获取。

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通过系统调用获取进程标识符

进程id（PID）
父进程id（PPID）

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

int main()
{
    
    
     pid_t id = fork();
     if(id == 0)
     {
    
    
         //子进程
         while(1)
         {
    
    
             printf("我是子进程，我在运行，pid：%d, ppid: %d\n", getpid(), getppid());
             sleep(1);
         }
     }
     else if(id > 0)
     {
    
    
         //父进程
         while(1)
         {
    
    
             printf("我是父进程，我在运行，pid：%d, ppid: %d\n", getpid(), getppid());
             sleep(1);
        }
     }
}

通过系统调用创建进程

  fork有两个返回值，父子进程代码共享，数据各自开辟空间，私有一份（采用写时拷贝）。fork之后通常要使用if分流。

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
    
    
	int ret = fork();
	printf("hello proc : %d!, ret: %d\n", getpid(), ret);
	sleep(1);
	
	return 0;
}