学习Linux我们离不开进程这个概念,那么什么是进程呢?
进程:简而言之就是正在执行的程序。,我们应该知道在Linux下一切皆文件,打开一个终端(在Linux看来就是一个文件)就是一个进程。

内核观点:进程还可以被描述成由一组元素组成的实体,进程的两个基本元素是程序代码和数据集。假设处理器开始执行这个程序代码,那么这个执行代码的实体就是一个进程。

描述进程—PCB

  • 进程信息被放在一个叫进程控制块(由操作系统创建和管理)的数据结构当中,可以理解为进程属性的集合。
  • Linux操作系统下的PCB叫做task_struct,这里附上task_struct详解
  • PCB包含了进程的所有信息

在进程执行中包含以下几种元素:下面是task_struct包含的部分信息

元素 详细内容
标识符 描述本进程的唯一标识,用来区别其他进程(PID)
状态 该进程此刻的状态,有五种(R,S,D,T,X)后面会详细讲
优先级 对于其他进程的优先级,数字越小优先级越高
程序计数器 程序中即将被执行的下一条指令的地址,也就是我们说的PC指针
内存指针 包括程序代码和进程相关数据的指针,还有其和其他进程共享内存块的指针
上下文数据 进程执行时处理器的寄存器中的数据
I/O状态信息 包括显示的IO请求,分配给进程的IO设备和被进程使用的文件列表等
记账信息 可能包括处理器时间的总和、使用的时钟数总和、时间限制、记账号等

组织进程

要组织进程我们可以在内核源代码中找到,所有运行的进程都是以task_struct链表形式保存在内核里。

查看进程

  • 开头我们介绍的 ps 指令,和 top这些用户级工具来查看
  • 进程信息还可以通过 /proc 系统文件查看
  • 我们还可以通过代码借助系统调用来查看进程
  1 #include <iostream>                                                                                                                                                                                          
  2 #include <unistd.h>                                                                                                                                                                                          
  3 #include <sys/types.h>                                                                                                                                                                                                           
  4 using namespace std;                                                                                                                                                                                         
  5                                                                                                                                                                                                              
  6                                                                                                                                                                                                              
  7 int main()                                                                                                                                                                                                   
  8 {                                                                                                                                                                                                            
  9   sleep(5);                                                                                                                                                                                                  
 10   cout<<"this is a proc,PID is :"<< getpid() << endl;         //getpid() 得到的是进程ID                                                                                                                                               
 11   return 0;                                                                                                                                                                                                  
 12 }  


这是程序运行的结果 我们看看系统到底和我们结果一样吗?

一毛一样 ,但是有人会问了,这里为什么会有两个test进程呢,我才是bash产生的,大家忽略就好了。

创建进程

这里我们要介绍一个函数,叫做 fork()。它是用来创建子进程,有两个返回值,分别是子进程和父进程ID,给父进程返回的是子进程ID,子进程返回0。


为什么会有两个返回值呢?
因为任何一个父进程可以有做个子进程,但子进程只能有一个父进程,就相当于你只能有一个爸爸而不能有很多多爸爸,要是有的话那就麻烦了。
**fork()**创建的进程父子进程代码共享,数据私有(采用的是写时拷贝)。
看看代码:

  1 #include <iostream>                                                                                                                                                                                          
  2 #include <unistd.h>                                                                                                                                                                                          
  3                                                                                                                                                                                                              
  4 using namespace std;                                                                                                                                                                                         
  5                                                                                                                                                                                                              
  6                                                                                                                                                                                                              
  7 int main()                                                                                                                                                                                                   
  8 {                                                                                                                                                                                                            
  9   pid_t id=fork();                                                                                                                                                                                           
 10   if(id<0)                                                                                                                                                                                                   
 11   {                                                                                                                                                                                                          
 12     cout<<"fork false!"<<endl;                                                                                                                                                                               
 13     return 1;                                                                                                                                                                                                
 14   }                                                                                                                                                                                                          
 15   else if(id==0)                                                                                                                                                                                             
 16   {                                                                                                                                                                                                          
 17     cout<<"This is child,pid is "<<getpid()<<" id is "<<id<<endl;                                                                                                                                            
 18     sleep(3);                                                                                                                                                                                                
 19   }                                                                                                                                                                                                          
 20   else     //parent                                                                                                                                                                                          
 21   {                                                                                                                                                                                                          
 22     cout<<"This is parent,pid is "<<getppid()<<" id is "<< id<<endl;  //查看父进程ID用getppid()                                                                                                              
 23     sleep(1);                                                                                                                                                                                                
 24   }                                                                                                                                                                                                          
 25   return 0;                                                                                                                                                                                                  
 26 }