网站开发 经济可行性,建立美好国家的办法,景观设计公司排名前十强,wordpress全局透明主题下载在讲进程之前首先就是需要去回顾一下我们之前学的操作系统是干嘛的#xff0c;首先操作系统是一个软件#xff0c;它是对上提供一个良好高效#xff0c;稳定的环境的#xff0c;这是相对于用户来说的#xff0c;对下是为了进行更好的软硬件管理的#xff0c;所以操作系统… 在讲进程之前首先就是需要去回顾一下我们之前学的操作系统是干嘛的首先操作系统是一个软件它是对上提供一个良好高效稳定的环境的这是相对于用户来说的对下是为了进行更好的软硬件管理的所以操作系统是一个进行软硬件管理的软件。
实际上我们的硬盘键盘和显示器这些是我们的硬件但是操作系统是不能直接对我们的硬件进行控制所以操作系统和我们的硬件中还有一层就是我们的驱动程序那还有就是我们的用户是不能直接对我们的操作系统进行访问的都会通过系统调用的方式来对我们的操作系统进行访问这些都是我们来学习今天文章内容的前言部分那下面开始我们对进程内容的了解。 进程的概念 进程简单点来了解我们可以就认为它就是一个可执行的程序也就是磁盘里的文件然后进行运行起来那我们在学C语言的时候都知道我们的可执行文件先是在磁盘里的我们运行的时候是要把磁盘文件加载到内存当中的然后我们的内存里存的是这个可执行文件的数据也就是代码加上数据。
但是被加载到内存当中的程序对进程的描述是不完整的下面我来画张图也就能方便大家来了解进程了。 先描述再组织
操作系统中里面可能一下子加载了很多的进程就像我们的任务管理器是一样的当我们打开任务管理器的时候我们就不难发现可以存在很多个进程所以操作系统里面如果有大量的进程也是很正常的。所以讲一个程序加载到内存的时候不仅仅是要把代码和数据加载到内存当中同时也会产生一个结构体我们叫他为PCBprocess control block好像是叫这个。反正它是一个结构体里面存放的是这个进程的属性加上下一个PCB结构体的指针还有就是一个内存指针指向的就是我们的内存里的代码和数据。
看下面的这个图 所以操作系统对进程的管理最后就是对链表的增删查改
最后就是我们讲了这么多进程其实就是
进程 PCB结构体 代码和数据
这里也就是符合我们讲的先描述结构体 再组织链表
这里再给大家加个餐我们之前说操作系统其实就是一款对软硬件进行管理的软件我们也可以认为操作系统再我们电脑开机的时候也是存放在我们的磁盘当中的我们认为它就是一个二进制的文件。
所以开机的时候我们发现我们的电脑不是马上开机的而是等待一会然后进行开机的那么这几秒的时间就是把操作系统的这个软件的数据拷贝到内存当中去的然后我们的操作系统就会根据我们的进程来进行malloc出PCB的结构体有几个进程就malloc几个PCB出来最后再进行链接。 所以操作系统对进程的管理不是对我们的可执行程序进行管理而是对我们的结构体PCB进行管理的 系统的接口
操作系统如果是想给我们提供服务的话我们用户是不能直接对我们的操作系统进行访问的原因呢就是如果我们改动我们操作系统中的数据和一些数据结构的化我们的操作系统就不能给我们用户提供很好的服务就比如操作系统其实就是我们的银行如果我们要去存钱或者取钱的时候难道银行是直接把小金库暴露给我们吗我们是直接用银行电脑给我们的余额加上5个0的吗那这样不就乱套了吗所以我们如果想要访问我们的操作系统的时候我们就需要利用好我们的系统调用接口或者标准库来对我们的操作系统进行访问如果我们直接对操作系统进行访问的化就和我们直接去抢银行是没有区别的。 简单点我们就可以这样认为这个是操作系统的内核 总结我们操作系统要运行我们的进程的时候这个排队的过程就是让我们的PCB结构体进行排队而不是内存中的代码和数据进行排队。 理解一个概念什么是动态运行 我么可以理解为PCB在不同的队列中进程就可以访问不同的空间。 进程的查看
引入话题
在我们考上大学的时候我们的大学监狱不想上学都会给新生一个编号 也就是我们的学号我们每个人都是有一个不一样的学号那么进程也是这个样子的所以我们需要了解的就是进程的标识符我们可以称作为pid。 pid : 在每一个进程中都会存在唯一的标识符也就是我pid 我们可用用指令来查看进程的pid 这是一个Makefile里面写的代码还有一个就是我们.c文件里写的代码我们在我们的右边重新开一个方便我们进行观察这样我们的代码就跑起来这个时候就是一个进程在跑我们在左边可以执行指令来进行查看。 ps ajx | head -1 ps ajx | grep myprocess | grep -v grep grep -v grep 是不查看该条指令的进程因为我们的指令其实就是一个可执行的文件也是一个进程所以执行这个就可以屏蔽该进程。
我们都知道我们的代码在进行预处理编译汇编还有链接之后就会形成可执行文件我们可以用指令开查看我们的文件是不是可执行文件。 file之和发现它是一个可执行的文件。
通过proc目录来查看进程信息 在 / 下的路径下有一个proc我们也可以在这个里面来查看进程。 我们上面引进的pid就可以用上了pid是我们进程的唯一标识符认识函数getpid通过man手册进行查询 这是获取pid的函数我们上面的指令也可以查看pid ps ajx | head -1 ps ajx | grep myprocess | grep -v grep当我们进程在跑的时候上面的这个pid也就是我们进程的标识符我们也可以在代码里获取pid来改写一下代码。 这里大家可能是会有疑问的因为我上面的进程pid已经进行改变了这是为什么呢
因为我们每次执行我们的代码的时候它就是创建出一个进程所以pid当然是不一样的。
我们这个时候也就可以在proc的目录下查看一些到底是不是存在这个进程呢。 proc下也是真的有这个目录的哇真的是你啊好大声 。
我们也可以查看一些他们的属性加上 -al就可以来看看细节了。 我们只需要关注图中画红的部分就可以了。exe其实就是可执行文件因为这些文件都是该进程下的我们知道我们的进程 代码和数据 内核的数据结构每个进程都有相对于的task_struct
也就是我们之前讲的PCBPCB里是有它的属性的这个是我们知道所以exe相当于告知该进程对应的磁盘上哪个是可执行文件也就是对应的磁盘文件。
那cwd就是当前的工作路径这个和我们的pwd是同一个路径。
做个小实验
现在我们就来改改我们的代码我们在C语言的时候是讲过fopen函数的时候如果我们是以写的方式打开的化没有这个文件的时候也是会创建出新的文件出来的而且是在当前工作路径下创建的我们可以来看看代码应该怎么进行修改呢 我们的代码进行这样子修改后发现在当前的路径下也是创建出来新的文件了所以cwd就是指的当前的工作的路径。
获取父进程的pid 前面也是讲过我们是如何获得进程的pid但是我们也有办法来获得它的父进程的pid在执行下面的进程的时候我们看到的ppid就父进程的pid ps ajx | head -1 ps ajx | grep myprocess | grep -v grep那也是有办法来查看我们的ppid就是函数getppid用man手册进行查询来看看。 这个就是我们来查询ppid的函数直接来尝试怎么使用。 我们就可以查询到我们的父进程的pid而且发现父进程每次重新启动的时候都是不变的。 发现每次的子进程的pid是改变了但是父进程的pid是没有进行改变的
这是为什么呢我们来尝试看看它的父进程是怎么个事。 竟然就是我们的bash进程那我们是不是可以猜测很多父进程的父进程他们都是-bash
答案是的 他们都是-bash的子进程
使用fork函数创建子进程
fork函数就是专门创建子进程而生的
我们可以用man手册进行查询。
FORK(2) Linux Programmers Manual FORK(2)NAMEfork - create a child processSYNOPSIS#include unistd.hpid_t fork(void);DESCRIPTIONfork() creates a new process by duplicating the calling process. The newprocess, referred to as the child, is an exact duplicate of the calling process,referred to as the parent, except for the following points:* The child has its own unique process ID, and this PID does not match the ID ofany existing process group (setpgid(2)).* The childs parent process ID is the same as the parents process ID.* The child does not inherit its parents memory locks (mlock(2), mlockall(2)).* Process resource utilizations (getrusage(2)) and CPU time counters (times(2))are reset to zero in the child.* The childs set of pending signals is initially empty (sigpending(2)).* The child does not inherit semaphore adjustments from its parent (semop(2)).* The child does not inherit record locks from its parent (fcntl(2)).* The child does not inherit timers from its parent (setitimer(2), alarm(2),timer_create(2)).* The child does not inherit outstanding asynchronous I/O operations from itsparent (aio_read(3), aio_write(3)), nor does it inherit any asynchronous I/Ocontexts from its parent (see io_setup(2)).The process attributes in the preceding list are all specified in POSIX.1-2001.The parent and child also differ with respect to the following Linux-specificManual page fork(2) line 1 (press h for help or q to quit)凑个子树哈哈哈哈哈哈。
我们可以看到引入的头文件就是unistd这个头文件。
我们可以往下看发现fork的返回值是有两个返回值的这个意味着我们有两个返回值好像什么都没说我们可以在在代码里看看它是怎么返回两个值的首先就是他们fork后面创建出子进程之和他们的代码是共享的包括return0
我们先写一个代码来看看到底是怎么实现的 #include stdio.h2 #include sys/types.h3 #include unistd.h4 //int main()5 //{6 // while(1)7 // {8 // printf(I am process : pid %d ppid %d\n,getpid(),getppid());9 // sleep(1);10 // }11 //}12 //13 //14 int main()15 {16 fork();17 printf(hello students\n); 18 }
~我们来看看效果是怎么样的呢。 我去竟然是打印了两次那就更能确定一点的就是我们这里是存在连个进程的不信我们可以使用查看进程的指令来看看但是因为这个代码是一下子就结束了那么我们的进程也被kill所以我们是无法查看的那在写一个其他的代码。 代码
int main()21 {22 printf(I am process\n);23 sleep(3);24 pid_t p fork();25 if(p 0)26 {27 //child28 while(1)29 {30 printf(I am child process pid %d ppid %d\n,getpid(),getppid());31 sleep(1); 32 }33 }34 else35 {36 37 while(1)38 {39 printf(I am parent process pid %d ppid %d\n,getpid(),getppid());40 sleep(1);41 }42 43 }44 45 46 }我们看效果和代码发现为什么它能有两个返回值又能进行if的语句也能执行fork的语句如果单单是从语言角度去看的化就不是这个样子的所以我们应该是来看fork函数fork函数就是创建子进程的我们可以理解为fork之后的代码是共享的因为我们每个函数包括是main函数也是有返回值的所i有有两个返回值那返回值为0的时候就是child如果返回值是0的时候就是paernt的进程这样的化就会产生两个进程。所以会产生的进程就是两个。
那么我们还有个问题就是fork函数之后我们的操作系统是做了什么呢。
我们知道进程的组成就是task_struct 进程的代码和数据
我们可以认为子进程是继承了父进程的代码和数据的但是还是要强调的是我们代码是继承的但是数据得独立这样也就能造成为什么我们的返回值是两个的原因。代码共享就会导致一定有两个返回值。 今天的分享就到这里了。我们下次再见。
