day25 进程

概念

是程序的一次执行过程，是调度和资源分配的独立单元，是资源分配的最小单位

进程和程序的区别

进程：是动态的，在内存上，包含创建、调度和消亡

程序：是静态的，在硬盘上

CPU的调度机制

时间片轮转机制：cpu以ms级速度在多个进程之间来回切换

进程的五态图

 阻塞态不能直接回到运行态！！！

 进程的标识

一个终端打开时，会有一个会话id，其包含一个前台进程组，多个后台进程组，一个进程组包含多个进程

pid: process id 进程id

ppid: parent process id 父进程id

pgid: process group id 进程组id

SID:session id 会话id

三个特殊进程号

0：indel进程，操作系统的引导进程

1：init进程，初始化进程，收养孤儿进程

2：kthread进程，用户进程，线程之间调度

shell指令

ps -ef          查看每个进程

ps -aux       查看进程的内存的使用情况

ps -ajx        打印进程树

ps -ajx | grep a.out        查找a.out进程，进程树的形式输出

|：  管道符，上一个指令的输出作为下一个指令的输入

grep a.out：  查找a.out进程

pidof 进程名    查看指定进程id号

进程的状态

               D    不可中断的休眠态(usually IO)R    运行态(on run queue)S    可中断的休眠T    挂起态t    bug调制状态W    分页X    死亡态 (should never be seen)Z    僵尸For BSD formats and when the stat keyword is used,additional characters may be displayed:<    高优先级 (对其他用户不友好)N   第优先级(对其他用户友好)L    将页面锁定在内存s    会话领导者l    多线程+    运行在前端

进程的内存

内核与用户空间划分3：1

 堆和栈的区别

0.申请和释放 存放内容 地址方向 空间大小 碎片化程度

1.堆区空间用户申请和释放，栈区空间计算机自动申请和释放

2.堆区存放malloc申请的空间，栈区存储局部变量

3.地址方向不同：堆区从低到高，栈从高到低

4.堆区空间2G-3G，栈区空间8M

5.堆区碎片化严重，栈区基本没有碎片化

堆栈溢出

空间不足，递归层数较多时，计算机不断申请栈区空间，此时可能会空间不足

内存泄漏

堆区申请的空间已经不使用了，但是未释放

进程相关函数

frok

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

pid_t fork(void);

功能：创建子进程，子进程拷贝父进程的用户空间

参数：无

返回值：成功父进程返回子进程的pid号

              子进程返回0

              失败返回-1，更新errno

用户空间：堆区，栈区，静态区，缓冲区，文件描述符

内核空间共享（光标：打开文件一次，子进程拷贝父进程，光标共享）

n次fork后：2^n个进程

父子进程执行顺序不固定，sleep()放弃cpu资源

写实拷贝

子进程拷贝父进程的用户空间

不发生数据改变时，父子进程共享同一物理内存页

当一个进程发生数据改变时，内核会触发缺页异常，此时才会分配新的物理页，复制内容，解除写保护，此后，父子进程才各自拥有独立的副本。

作用：高效性，节省资源

getpid | getppid

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

pid_t getpid(void);
pid_t getppid(void);

功能：顾名思义，获取调用者pid或ppid

参数：无

返回值：成功返回调用者的pid或ppid  不会失败

 exit

#include <stdlib.h>

void exit(int status);

功能：退出进程，并把退出状态值返回给父进程

库函数调用，刷新缓冲区

参数：int status  退出状态值，人为规定0表示正常退出，一般写0

返回值：无

status        退出状态值，一般正常退出为0，异常退出为非0

_exit

#include <unistd.h>

       void _exit(int status);

功能：退出进程，并把退出状态值返回给父进程

系统调用，不刷新缓冲区

参数：int status  退出状态值，人为规定0表示正常退出，一般写0

返回值：无

wait

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

pid_t wait(int *wstatus);

功能：阻塞函数，等待任意子进程退出，回收子进程资源（回收僵尸资源）接收exit的退出状态值

参数：int *wstatus  该指针指向内存中存储exit的退出状态值

                NULL       不接收exit的退出状态值

返回值：

                成功返回接收子进程的pid，失败返回-1，更新errno

WEXITSTATUS(wstatus) 计算退出状态值的 (status&0xff00)>>8

waitpid

pid_t waitpid(pid_t pid, int *wstatus, int options);

功能：阻塞函数（可非阻塞），等待任意子进程退出，回收子进程资源（回收僵尸资源）接收exit的退出状态值

参数：

          pid_t  pid

                

<-1	等待进程组id等于pid绝对值的进程组下的任意子进程
-1	等待当前进程的任意子进程结束  等价于wait
0	等待当前进程组的任意子进程结束
>0	等待回收指定子进程

          int *wstatus  该指针指向内存中存储exit的退出状态值

                NULL       不接收exit的退出状态值

          int options     0：阻塞

                                WNOHANG：设置为非阻塞

返回值：

                成功返回接收子进程的pid，失败返回-1，更新errno

#include <25061head.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{		pid_t pid=fork();if(pid>0){int status; //定于退出状态值pid_t ret=wait(&status); //ret接收返回值printf("%d pid::%d ret::%d  status=%d\n",__LINE__,getpid(),ret,WEXITSTATUS(status));	//status为0是因为此处为信号中断，低八位为0，宏函数返回值为0if(WIFEXITED(status))  //是否为异常退出{printf("正常退出\n");}else{printf("异常退出\n");printf("%d\n",status); //139printf("%d\n",WEXITSTATUS(status));  //0}int sig;sig=WTERMSIG(status);printf("%d\n",sig);if(sig=WTERMSIG(status))  //是否为信号中断printf("%d信号中断\n",sig);}else if(pid==0){printf("%d pid::%d \n",__LINE__,getpid());kill(getpid(), SIGSEGV); int *p=NULL;*p=100;exit(7);}else{ERR_MSG("FORK ERROR");}return 0;
}

vfork

同fork 区别：子进程共享父进程的地址空间  子进程先运行，父进程阻塞

宏函数

进程扇

#include <25061head.h>
void pid_create(int n)
{for(int i=1;i<=n;i++){pid_t pid =fork();if(pid==0) //子进程{   sleep(i); //确保顺序输出printf("子进程%d pid=%d ppid=%d\n",i,getpid(),getppid());//关闭子进程sleep(n-i+1); //统一时间关闭exit(0);}}
}
int main(int argc, const char *argv[])
{		int n;printf("需要创建几个子进程\n");scanf("%d",&n);pid_create(n);//回收子进程pid_t pid2;while((pid2=wait(NULL))!=-1)printf("pid=%d子进程回收\n",pid2);	printf("父进程 pid=%d\n",getpid());return 0;
}

 进程链

#include <25061head.h>
void pid_create(int n)
{static int i=1;pid_t pid =fork();if(n==1&&pid==0)  //递归出口{printf("子进程%d代 pid=%d 父进程ppid=%d\n",i,getpid(),getppid());exit(0);return ;}if(pid==0) //子进程{   printf("子进程%d代 pid=%d 父进程ppid=%d\n",i++,getpid(),getppid());pid_create(n-1);_exit(0);}else  //父进程wait(NULL);//回收子进程			}
int main(int argc, const char *argv[])
{		int n;printf("需要创建几个子进程\n");scanf("%d",&n);printf("父进程 pid=%d\n",getpid());pid_create(n);printf("父进程 pid=%d结束\n",getpid());return 0;
}