【Linux探索学习】第十二弹——初识进程：进程的界说、描述和一些简朴的相
Linux学习笔记：https://blog.csdn.net/2301_80220607/category_12805278.html?spm=1001.2014.3001.5482
前言：
在前面经过那么多篇的铺垫后，今天我们正式进入Linux学习的第一个重难点——进程，理解进程对于我们学习利用系统的别的部分，尤其是多文件处理和资源管理非常重要，下面我们正式进入进程的第一篇解说
目录
一、进程概念
二、进程描述
三、检察进程
四、通过系统调用获取进程标识符
五、通过系统调用创建进程——初识fork
六、总结
一、进程概念
进程是一个正在执行的程序的实例。它不仅包括程序的代码，还包括程序的当前运动、寄存器、程序计数器、堆栈及其全部与执行相干的资源。简朴来说，进程是一个程序在运行时的一个动态实体。
必要留意的一点是进程的程序是一定被加载在内存中的，因为进程是系统将要进行处理的数据，而CPU是从内存中获取数据的，所以说进程的程序一定被加载在内存中的，比如我们vim写的一个.c的C语言程序，它在利用系统下的本质就是一个文件，是存放在外设中的，当运行起来时，我们就会将它的相干数据存放到内存中去，以便于CPU直接获取
二、进程描述
一个利用系统大概可以同时进行多个进程，比如我们可以让多个程序同时进行，我们的电脑可以同时跑多个软件，为了避免进程执行起来互相干扰，所以我们要对进程进行管理
一般进行管理的过程就是：先描述+再组织
所以我们要进行进程描述：任何一个进程，在被加载到内存，形成真正的进程时，利用系统都要先创建描述进程的结构体对象——PCB，也叫做进程控制块，可以理解为进程属性的集合，利用系统是C语言写的，所以PCB一定是一个struct结构体，PCB中会包罗进程如下的重要信息：
[*]进程ID（PID）：唯一标识一个进程的编号。
[*]进程状态：当前进程的状态。
[*]程序计数器：指向当前执行指令的地址。
[*]CPU寄存器：进程在执行时的寄存器内容。
[*]内存管理信息：如页表和段表。
[*]进程优先级：调治时的优先级信息。
此外为了方便管理进程，处理进程与进程之间的关系，进程在内存中是以队列的形式存在的，具体点来讲就是链表（双链表），进程在内存中的存在形式可以抽象为下图：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/38c83b76c2384f2bae22cca0c6427ab8.png
由于PCB中包罗着进程的全部信息，所以对进程管理的本质其实就是对进程的PCB做管理，进程在利用系统又通过队列进行链接，所以对进程的管理，其实就是对链表的增编削查
这里的PCB是针对全部利用系统而言的，在我们的Linux中我们每每习惯称呼这个概念为task struct
三、检察进程
在上面我们讲到进程的许多属性，包括进程编号、进程状态等等许多内容
起首我们可以通过检察/proc/文件，来检察我们目前正在执行的全部进程
ls /proc/ https://i-blog.csdnimg.cn/direct/ab0f6acc20a1422cbf454ba667368f24.png这些数字就是进程的PID，每个进程都会有一个对应的PID，PID就是我们上面所说的进程ID，也叫做进程标识符，我们可以通过这些进程标识符来检察每个进程具体的信息，比如检察1号进程
ls /proc/1 除了上面的这个方法外，我们还可以通过下面这个指令，不仅可以看到全部的进程，还可以看到它们的进程的属性信息：
ps axj 我们节选一部分：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/90a6495d0d3645efb2c66b815d7d13b8.png
执行结果的第一行就是我们的进程属性信息的列名，下面就是每个进程对应的属性信息，我们可以只打印出一行来看一下进程属性的内容（必要借助之前的知识：管道 | 和打印行数head）
ps axj | head -1 https://i-blog.csdnimg.cn/direct/8495fa1ac707465d9225945cae43dec8.png
对于这些属性信息中，我们先记住前两个就行了，PPID指的是父进程标识符，PID知道是当前进程标识符
目前我们自己创建的可执行文件有test
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/63f2c9ffedfa493494d4e140b452c3e3.png
我们可以检察下我们自己创建的这个进程的相干信息（留意只有当我们的程序在跑着的时候它才叫进程，所以我们可以将我们的程序写成一个死循环，然后让它执行起来）
ps axj | head -1 && ps axj | grep test https://i-blog.csdnimg.cn/direct/2ab62689605243fba588016466992da4.png
观察这个执行结果，我们可以发现有两个相干进程，会出现第二条的缘故原由就是执行查找test进程的下令自己也会成为一个进程，而这个进程中含test，所以会把自身也带上
如果不想要，可以在背面加上 | grep -v grep，这个-v选项我们在前面讲指令的时候是讲过的，是反向匹配的意思
ps axj | head -1 && ps axj | grep test | grep -v grep https://i-blog.csdnimg.cn/direct/14b0245ed14648b794a718234093ee2f.png
四、通过系统调用获取进程标识符
除了上面获取进程标识符的方法外，我们还可以通过系统调用的方式来获取体现符，系统接口为getpid和getppid，我们可以通过man手册来检察这个接口
man 2 getpid https://i-blog.csdnimg.cn/direct/d19139f309b94c21b0e7417bb790517a.png
具体方法如下：
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
printf("pid: %d\n", getpid());
printf("ppid: %d\n", getppid());
return 0;
} 多次执行这个程序，我们会发现pid一直在变化，而ppid一直不变，也就是说子进程编号一直在变化，而父进程一直没变，为什么会出现这个现象呢？
这是因为，我们在打开Linux时，会起首创建一个bash进程，形成对话框，这个bash进程也是别的全部进程的子进程，所以一般代码重新运行时，它的子进程编号会变，而父进程编号不会变
我们可以创建一个监视窗口方便观察（了解）：
while :; do ps axj | head -1 ; ps axj | grep test | grep -v grep;
echo "----------------------------"; sleep 1 ; done 五、通过系统调用创建进程——初识fork
我们可以通过fork手动创建进程，我们可以通过man手册检察一下fork
man fork https://i-blog.csdnimg.cn/direct/0e9aed5ffef643b19142a05b38a5a085.png
我们先来看下面的一个小程序：
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
printf("before test");
fork();
printf("after test");
return 0;
} 运行结果：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/0f63904c1b1d4179926474c9d6bfc170.png
我们留意到在fork()函数之后的第二行打印语句执行了两次，说明在fork()之后一个进程变成了两个进程
此外，fork函数另有一个重要知识就是它是有两个整形返回值的，这点与我们之前所学的C语言中的函数差别很大，因为我们之前所学的函数都是只有一个返回值，fork的两个整形返回值中，大于0代表父进程，等于0是子进程
我们下面来看如许一个程序来验证一下：
1 #include<stdio.h>
2 #include<sys/types.h>
3 #include<unistd.h>
4
5 int main()
6 {
7 pid_t id=fork();
8 if(id>0)
9 {
10 //父进程
11 printf("I am parent process, pid:%d, ppid:%d\n",getpid(),getppid());
12 }
13 else if(id==0)
14 {
15 //子进程
16 printf("I am child process, pid:%d, ppid:%d\n",getpid(),getppid());
17 }
18 printf("hello linux\n");
19 return 0;
20 }
在这个函数中我们尝试将父子进程分开，而且在最后有一个公共代码区，执行结果：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/7fd6db23f8e04ca096a44a030762e7d6.png
我们可以看到子进程的ppid就是父进程的pid，所以也印证了它们的父子关系，而且最后一个打印代码父子进程都执行了
相信不少同学对上面的问题已经有了很大的迷惑了，比如fork为什么要给子进程返回0，给父进程返回子进程pid呢？其实这就是为了区分父子进程，让差别的执行流执行差别的代码
一般而言fork之后的代码是共享的，这也就是为什么上面的 "hello linux" 打印了两遍的缘故原由，因为父子进程都执行了它，那么如果此时子进程对共享数据进行利用了，我们就必要对额外利用的数据开发新空间，这就是写时拷贝，这我们会在背面具体解说
至于为何pid_t id中的id可以取两个值，这也必要我们背面讲到进程空间地址的问题时再提，现在只必要也简朴地理解为写时拷贝就可以了
六、总结
以上就是今天解说的进程的基础内容，篇幅较长，笔墨较多，相信认真看完的你会有所劳绩，背面我们就将开启进程知识的深度解说
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/fd3dc0b029e44b568e6eaef35ba682ad.jpeg
感谢各位大佬观看，创作不易，还请各位大佬点赞支持！！！
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