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day05
1.Linux中查看进程信息
- ls /proc/
前面蓝色数字代表的进程的ID。如果你想查看PID为1的进程信息，你需要查看/porc/1这个文件夹
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我们也可以使用ps -ef -aux指令来直接显示进程状态或者使用ps aux/auj
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top：动态显示进程状态
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kill：杀死进程
插一嘴：
今天在腾讯云上开了一个云服务器用于替代VMware虚拟机，由于腾讯云的centos7.6安装的gcc版本为4.8.5，默认不支持c99以后的标准，这带来的问题就是，c99之前的标准不支持在for循环中声明和初始化变量，于是我把centos重装为了8.0，gcc版本为8.2便解决了该问题
但是这样又带来了一个新的问题，vscode的remote远程开发连不上了。这是因为vscode保存了之前连接服务器的ip和密钥，重置了服务器后，需要修改vscode中保存的这部分信息。具体的操作方法请查看这篇文章
vscode配置远程连接失败：过程试图写入的管道不存在（已解决）
2.进程
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进程的创建fork
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详细内容可以看这篇文章Linux下fork函数详解
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fork的中文含义是叉子，对应于进程的创建，非常的形象。父进程（一般为执行程序）调用fork函数后，此时程序的执行状态就分成了两个叉子，系统在父进程的基础上，创建了子进程，子进程复制了父进程的所有信息。有区别的是，父进程和子进程的PCB进程号是不同的，每一个进程都有自己独立的进程号。区分父进程和子进程的是fork函数的返回值：在父进程中返回的是子进程的pid进程号，子进程中返回的是0。（fork函数一旦开始执行，系统就会为子进程分配资源，子进程拷贝了父进程的所有信息，父进程和子进程都要继续执行fork函数的相关命令，最后在两个进程中都会有fork函数的返回值。通过返回值区别父子进程）
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Linux系统为了追求效率和减少资源浪费。开辟进程时，执行的是：读时共享、写时复制。
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GDB调试进程
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GDB调试默认跟踪一个进程，父进程。在程序上打断点，只对父进程程序有效，子进程正常运行。如果要设置跟踪子进程，有以下的命令
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show/set follow-fork-mode：默认parent，可以修改为child。GDB跟踪子进程，不再跟踪父进程
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show/set detach-on-fork：默认on，表示调试时进程分离。设置为off后，未被跟踪的进程阻塞在fork函数处
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inferiors：show inferiors，显示调试的进程、inferiors id，切换调试的进程、detach inferiors id，使某个进程脱离调试
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exec函数族
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进程退出、孤儿进程、僵尸进程
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进程退出：exit（）函数
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孤儿进程：
- 父进程运行结束退出，但是子进程还在运行，这样的子进程被称为孤儿进程
- 孤儿进程会被内核指定新的父进程为init进程，进程号为1.
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僵尸进程：
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一个进程结束退出后，用户区的数据由当前进程自己释放，归还操作系统、内核区的数据由父进程释放；
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子进程已结束，但父进程迟迟不调用wait函数等去回收子进程的内核区数据，子进程的进程号会一直保存在操作系统中，这样的进程称为僵尸进程
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若产生大量的僵尸进程，就可能没办法创建新的进程，故，僵尸进程不可取。
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wait函数
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
pid_t wait(int *wstatus)
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作用：回收子进程。父进程执行wait函数后，会立刻阻塞自己，等待子进程的状态转变为僵尸态，回收该子进程，然后父进程继续执行
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参数：wstatus
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参数可以传递一个int指针，wait函数正确执行后，会将子进程结束的方式传递给这个int指针，通过下面几个函数，可以得知子进程结束的状态：
- WIFEXITED(status) 这个宏用来指出子进程是否为正常退出的，如果是，它会返回一个非零值。
- WEXITSTATUS(status) 当WIFEXITED返回非零值时，我们可以用这个宏来提取子进程的返回值，如果子进程调用exit(5)退出，WEXITSTATUS(status) 就会返回5；如果子进程调用exit(7)，WEXITSTATUS(status)就会返回7。请注意，如果进程不是正常退出的，也就是说， WIFEXITED返回0，这个值就毫无意义。
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参数也可以是传递为值、或者NULL，表示我们不需要记录子进程结束的状态。
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返回值：
- > 0 : 返回子进程的id
- = -1 ：错误，或者没有子进程了
- waitpid函数
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
pid_t waitpid(pid_t pid, int *wstatus, int options);
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功能：回收指定进程号的子进程，可以设置是否阻塞。
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参数：
- - pid:
pid > 0 : 某个子进程的pid
pid = 0 : 回收当前进程组的所有子进程
pid = -1 : 回收所有的子进程，相当于 wait() （最常用）
pid < -1 : 某个进程组的组id的绝对值，回收指定进程组中的子进程 - - options：设置阻塞或者非阻塞
0 : 阻塞
WNOHANG : 非阻塞
- - pid:
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- 返回值：
> 0 : 返回子进程的id
= 0 : options=WNOHANG, 表示还有子进程或者
= -1 ：错误，或者没有子进程了
waitpid和wait函数的功能基本上差不多的，最主要的区别在于waitpid可以让父进程不阻塞。
- 进程间通信有哪几种方式你知道吗？
Linux几乎支持全部UNIX进程间通信方法，包括管道（有名管道和无名管道）、消息队列、共享内存、
信号量和套接字。其中前四个属于同一台机器下进程间的通信，套接字则是用于网络通信。
- 无名管道
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无名管道特点：
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无名管道是一种特殊的文件，这种文件只存在于内存中。其实是一个在内核内存中维护的缓冲器。
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无名管道只能用于父子进程或兄弟进程之间，必须用于具有亲缘关系的进程间的通信。
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这是因为管道实际上是内存的一个缓冲区，
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管道的写入端是一个文件描述符fd[1]，对应的是文件x1；
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管道的读取端也是一个文件描述符fd[0]，对应的文件是x2
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在进程之间通过管道通信，实际上是通过缓冲区+两个文件通信。如果两个进程没有关系（父子或者兄弟）则文件描述符对应的文件不是同一个文件，便无法通信。
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无名管道只能由一端向另一端发送数据，是半双工方式，如果双方需要同时收发数据需要两个
管道。
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相关接口：
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int pipe(int fd[2]);
- fd[2]：管道两端用fd[0]和fd[1]来描述，读的一端用fd[0]表示，写的一端用fd[1]表示。通信双
方的进程中写数据的一方需要把fd[0]先close掉，读的一方需要先把fd[1]给close掉。
- fd[2]：管道两端用fd[0]和fd[1]来描述，读的一端用fd[0]表示，写的一端用fd[1]表示。通信双
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无名管道读写的特点：
使用管道时，需要注意以下几种特殊的情况（假设都是阻塞I/O操作）
1.所有的指向管道写端的文件描述符都关闭了（管道写端引用计数为0），有进程从管道的读端
读数据，那么管道中剩余的数据被读取以后，再次read会返回0，就像读到文件末尾一样。2.如果有指向管道写端的文件描述符没有关闭（管道的写端引用计数大于0），而持有管道写端的进程也没有往管道中写数据，这个时候有进程从管道中读取数据，那么管道中剩余的数据被读取后，
再次read会阻塞，直到管道中有数据可以读了才读取数据并返回。3.如果所有指向管道读端的文件描述符都关闭了（管道的读端引用计数为0），这个时候有进程
向管道中写数据，那么该进程会收到一个信号SIGPIPE, 通常会导致进程异常终止。4.如果有指向管道读端的文件描述符没有关闭（管道的读端引用计数大于0），而持有管道读端的进程也没有从管道中读数据，这时有进程向管道中写数据，那么在管道被写满的时候再次write会阻塞，直到管道中有空位置才能再次写入数据并返回。
总结：
读管道：
管道中有数据，read返回实际读到的字节数。
管道中无数据：
写端被全部关闭，read返回0（相当于读到文件的末尾）
写端没有完全关闭，read阻塞等待
写管道：
管道读端全部被关闭，进程异常终止（进程收到SIGPIPE信号）
管道读端没有全部关闭：
管道已满，write阻塞
管道没有满，write将数据写入，并返回实际写入的字节数