柚子快報(bào)激活碼778899分享：運(yùn)維 Linux——進(jìn)程

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文章目錄

1. 進(jìn)程1.1 基本概念1.2 描述進(jìn)程 -PCB1.2.3 介紹task_struct

1.3 查看進(jìn)程1.4 通過系統(tǒng)調(diào)用獲取進(jìn)程標(biāo)識符1.5 通過系統(tǒng)調(diào)用創(chuàng)建進(jìn)程 -fork

2. 進(jìn)程狀態(tài)

1. 進(jìn)程

1.1 基本概念

當(dāng)我們編寫完代碼運(yùn)行并讓代碼編譯起來時(shí)，在當(dāng)前路徑下會出現(xiàn)由代碼編譯而成的可執(zhí)行文件.exe。當(dāng)我們運(yùn)行這個(gè)可執(zhí)行文件時(shí)，該程序便會被加載到計(jì)算機(jī)的內(nèi)存當(dāng)中，一些教材可能會把這個(gè)已經(jīng)運(yùn)行起來的程序叫做進(jìn)程，其實(shí)這是不完整的，真實(shí)的進(jìn)程還需要包括管理這個(gè)程序的PCB。

課本概念：程序的一個(gè)執(zhí)行實(shí)例，正在執(zhí)行的程序。內(nèi)核觀念：擔(dān)當(dāng)分配系統(tǒng)資源（CPU時(shí)間，內(nèi)存）的實(shí)體。

1.2 描述進(jìn)程 -PCB

進(jìn)程信息被放在一個(gè)叫做進(jìn)程控制塊（process control block）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，可以理解為進(jìn)程屬性的集合。在教材中一般叫PCB（process control block），Linux操作系統(tǒng)下的PCB是task_struct. PCB是一個(gè)結(jié)構(gòu)體，是為了管理加載到內(nèi)存的程序而產(chǎn)生的。

1.2.3 介紹task_struct

在Linux中每一個(gè)進(jìn)程都由task_struct數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來定義，task_struct就是我們通常所說的PCB，它是隊(duì)進(jìn)程的唯一控制手段也是最有效的手段，當(dāng)我們調(diào)用fork()時(shí)，系統(tǒng)會為我們產(chǎn)生一個(gè)task_struct結(jié)構(gòu)。然后從父進(jìn)程繼承一些數(shù)據(jù)，并把新的進(jìn)程插入到進(jìn)程樹，以待進(jìn)行進(jìn)程管理，因此了解task_struct的結(jié)構(gòu)對于我們理解進(jìn)程調(diào)度的關(guān)鍵。 task_struct是如何管理進(jìn)程的，先描述，再組織。在task_struct結(jié)構(gòu)中有以下定義：

進(jìn)程狀態(tài)，將記錄進(jìn)程在等待、運(yùn)行、或者死鎖。調(diào)度信息，由哪個(gè)調(diào)度函數(shù)調(diào)度，怎樣調(diào)度等。進(jìn)程的通訊情況。因?yàn)橐迦脒M(jìn)程樹，必須有聯(lián)系父子兄弟的指針，當(dāng)然是task_struct類型。時(shí)間信息，比如計(jì)算好執(zhí)行時(shí)間，以便于CPU分配。標(biāo)號，決定計(jì)進(jìn)程歸屬?？梢宰x寫打開的一些文件信息。進(jìn)程上下文和內(nèi)核上下文。處理上下文。內(nèi)存信息。等等 因?yàn)槊總€(gè)PCB都是這樣的，只有這些結(jié)構(gòu)才能滿足另一個(gè)進(jìn)程的所有要求。 task_struct：

struct task_struct

{

//標(biāo)識符：描述本進(jìn)程的唯一標(biāo)識符，用來區(qū)分其他進(jìn)程

//狀態(tài)：任務(wù)狀態(tài)，退出代碼，退出信號

//優(yōu)先級：相對于其他進(jìn)程的優(yōu)先級

//程序計(jì)數(shù)器：程序中即將被執(zhí)行的下一條指令的地址。

//內(nèi)存指針:包括程序代碼的進(jìn)程相關(guān)數(shù)據(jù)的指針，還有其他進(jìn)程共享的內(nèi)存塊的指針。

//上下文數(shù)據(jù)：進(jìn)程執(zhí)行時(shí)處理的寄存器中的數(shù)據(jù)。

//I/O狀態(tài)信息：包括顯示的I/O請求，分配給進(jìn)程的I/O設(shè)備和被進(jìn)程使用的文件列表。

//記賬信息：可能包括處理器時(shí)間總和，使用的時(shí)鐘數(shù)總和，時(shí)間限制，計(jì)賬號等。

//...

};

具體結(jié)構(gòu)看:task_struct結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu) 提問：為什么程序加載到內(nèi)存中，變成進(jìn)程之后，我們要給進(jìn)程形成一個(gè)PCB對象呢？ 回答：因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)需要進(jìn)行管理，操作系統(tǒng)是無法直接對正在運(yùn)行的程序做管理的，需要通過一個(gè)PCB來間接管理，PCB上有進(jìn)程的信息，對PCB對象的管理其實(shí)就是對進(jìn)程的管理。 所以：進(jìn)程 = 內(nèi)核PCB對象 + 正在運(yùn)行的程序 這就是說，所有對進(jìn)程的控制和操作，都只和進(jìn)程PCB有關(guān)，和進(jìn)程的可執(zhí)行程序無關(guān)！如果你想，你可以把PCB放到任何數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)當(dāng)中。

1.3 查看進(jìn)程

進(jìn)程信息可以通過/proc系統(tǒng)文件中查看。

當(dāng)你需要獲取PID為1的進(jìn)程信息，你需要查看/proc/1這個(gè)文件夾。 大多數(shù)進(jìn)程信息同樣可以使用top和ps這些用戶級工具來獲取。

ps aux | grep test | grep -v grep

過濾出于test有關(guān)的進(jìn)程

1.4 通過系統(tǒng)調(diào)用獲取進(jìn)程標(biāo)識符

進(jìn)程id（PID）父進(jìn)程id（PPID）

#include

#include

#include

int main()

{

pid_t id = getpid();//獲取該程序進(jìn)程標(biāo)識符id

pid_t fid = getppid();//獲取該程序進(jìn)程父進(jìn)程的標(biāo)識符id

while(1)

{

printf("i am process! pid = %d,ppid = %d\n",id,fid);

sleep(1);

}

return 0;

}

pid_t也是一個(gè)類型，就像int一樣，int用來標(biāo)識整型，pid_t就用來標(biāo)識進(jìn)程號類型。

如何判斷確實(shí)是這樣呢？

while :;do ps ajx|head -1 && ps ajx|grep mybin|grep -v grep;sleep 1; done

使用該條語句可以在屏幕中循環(huán)打印mybin的進(jìn)程是否存在。

1.5 通過系統(tǒng)調(diào)用創(chuàng)建進(jìn)程 -fork

運(yùn)行man fork認(rèn)識forkfork有兩個(gè)放回值。父子進(jìn)程代碼共享，數(shù)據(jù)各開辟空間，私有一份（采用寫時(shí)拷貝） 功能 fork是復(fù)制進(jìn)程的函數(shù)，程序一開始就會產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)程，當(dāng)這個(gè)進(jìn)程（代碼）執(zhí)行到fork()時(shí)，fork就會復(fù)制一份原來的進(jìn)程來產(chǎn)生一個(gè)新的進(jìn)程，新產(chǎn)生的進(jìn)程為子進(jìn)程，而原來的進(jìn)程為父進(jìn)程，此時(shí)父子進(jìn)程是共存的，他們會同時(shí)向下執(zhí)行代碼。 關(guān)于放回值 在父進(jìn)程中，fork會返回新創(chuàng)建子進(jìn)程的進(jìn)程ID，在子進(jìn)程中，fork返回0。如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，fork會返回一個(gè)負(fù)值。

也就是說，在fork函數(shù)執(zhí)行完畢后，如果創(chuàng)建進(jìn)程成功，則出現(xiàn)兩個(gè)進(jìn)程，一個(gè)子進(jìn)程，一個(gè)父進(jìn)程。在子進(jìn)程中，fork函數(shù)返回0，在父進(jìn)程中，fork返回新創(chuàng)建的子進(jìn)程的進(jìn)程ID。我們可以通過dork返回的值來判斷當(dāng)前進(jìn)程是子進(jìn)程還是父進(jìn)程。

下面寫一段代碼，執(zhí)行邏輯將會和過去不同。

#include

#include

#include

int main()

{

pid_t id = fork();

if(id<0)

{

printf("出錯(cuò)?。?！\n");

return 0;

}

if(id == 0)//子進(jìn)程

{

printf("i am a precoss PID:%d PPID:%d\n",getpid(),getppid());

}

else

{

printf("i am a precoss PID:%d PPID:%d\n",getpid(),getppid());

}

}

return 0;

}

//打印結(jié)果

/*

i am a precoss PID:29088 PPID:19144

i am a precoss PID:29089 PPID:29088

*/

運(yùn)行結(jié)果：

簡直匪夷所思！if里的內(nèi)容和else里面的內(nèi)容居然同時(shí)執(zhí)行了。這是怎么回事呢？ 就像前面所說，在fork函數(shù)執(zhí)行完畢后，如果創(chuàng)建進(jìn)程成功，則出現(xiàn)兩個(gè)進(jìn)程，一個(gè)子進(jìn)程，一個(gè)父進(jìn)程。子進(jìn)程和父進(jìn)程是同時(shí)運(yùn)行的，可以看出兩個(gè)程序，不過他們的代碼數(shù)據(jù)是相同的。由由于fork在父子進(jìn)程中的返回值不同，也就造成了這種看上去if和else同時(shí)執(zhí)行的情況。

2. 進(jìn)程狀態(tài)

為了弄明白正在運(yùn)行的進(jìn)程是什么意思，我們需要知道進(jìn)程的不同狀態(tài)。一個(gè)進(jìn)程可以有多個(gè)狀態(tài)，在Linux內(nèi)核中，進(jìn)程也可以叫做任務(wù)。 …

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