進程
一、基本概念
- 進程：是程序動態執行過程，包括創建、調度、消亡
- 程序：存放在外存的一段數據的集合
二、進程創建
（一）進程空間分布
- 每個進程運行起來后，操作系統開辟0-4G的虛擬空間
- 進程空間：用戶空間+內核空間（不允許用戶訪問）
- 用戶空間：文本段（文本區）+數據段（數據區）+系統數據段（堆區、棧區）
- 文本段：存放代碼和指令
- 數據段：字符串常量、已初始化全局變量/靜態變量，未初始化全區變量/靜態變量
- 數據區存放數據特點：未初始化值為0、編譯時開辟空間、程序結束回收空間。
- 系統數據段：堆區（malloc空間）、棧區（局部變量、函數運行）
- 堆區存放數據特點：malloc申請堆區空間、free釋放堆區空間、注意避免內存泄漏
- 棧區存放數據特點：未經初始化值為隨機值，執行到變量定義開辟內存空間，超過變量作用? 域回收變量空間
（二）虛擬地址和物理地址
- 虛擬地址：所有能被用戶看到的地址均為虛擬地址，表示用戶可以尋址的范圍
- 物理地址：內存存放數據對應的實際硬件物理地址
- MMU：虛擬地址與物理地址之間的映射由內存單元（MMU）完成
（三）多進程存儲
? ? ? ? 1.存儲方式
? ? ? ? ? ? ? ? 1.1：多個進程空間在操作系統中存儲時，空間是獨立的（物理地址時獨立的）
? ? ? ? ? ? ? ? 1.2：多個進程在操作系統中共用一個虛擬內存空間（虛擬地址是共享的）
（四）進程的調度
????????1.常見的進程調度算法
? ? ? ? ? ? ? ? 1.1先來先執行，后來后執行
? ? ? ? ? ? ? ? 1.2高優先級調度算法
? ? ? ? ? ? ? ? 1.3時間片輪轉調度算法
? ? ? ? ? ? ? ? 1.4多級隊列調度算法
? ? ? ? ? ? ? ? 1.5負載均衡調度算法
? ? ? ? 2.進程調度本質
? ? ? ? ? ? ? ? 2.1宏觀并行，微觀串行? ? ? ??
? ? ? ? ? ? ? ? 2.2宏觀分析：一個CPU同時執行多個進程任務
? ? ? ? ? ? ? ? 2.3微觀分析：一個CPU在多個進程任務中高速切換保障多任務執行
（五）進程相關的命令
? ? ? ? 1.top
? ? ? ? 2.ps -ef
? ? ? ? 3.ps-aux
? ? ? ? 4../a.out &:后臺執行進程（a.out）任務
? ? ? ? 5.fg 編號（通過jobs查看）：后臺執行的任務放到前臺執行
? ? ? ? 6.jobs：查看終端下所有后臺進程任務
? ? ? ? 7.nice/renice
? ? ? ? 8.kill/killall
（六）進程的狀態
| 進程狀態 | 標識 | 含義 |
| 就緒態/運行態 | R | 進程位于CPU任務調度的隊列中 |
| 可喚醒等待態 | S | 等待某個資源的來，資源到來后被喚醒加入調度隊列 等待過程可以被打斷 |
| 不可喚醒等待態 | D | 等待某個資源的來，資源到來后被喚醒加入調度隊列 等待過程不可以被打斷 |
| 停止態 | T | 用戶人為讓進程任務暫停等待 |
| 僵尸態 | Z | 進程代碼運行結束，空間尚未被回收 |
| 結束態 | X | 進程代碼運行結束，空間被回收 |
三、進程相關函數接口
? ? ? ? 1.fork
注意：
- 子進程拷貝父進程文本段、數據段、系統數據段
- 父進程與子進程空間獨立，同一份代碼中的變量和數據都會在父子進程中各有一份，父子進程修改自己的空間數據不會影響對方的空間
- 進程的PID不一樣
- fork的返回值不一樣，父進程返回子進程的PID，子進程返回0
- PID：父進程一定是>0的
? ? ? ? 2.getpid 和getppid
? ? ? ? 3.exit與_exit
? ? ? ? 注意
- 在主函數中調用exit和return功能保持一致
- return在函數內部將結束該函數
- exit在函數內部會將進程結束
- exit會在結束前刷新緩存區
- _exit不會刷新緩存區
? ? ? ? 4.進程回收
? ? ? ? ? ? ? ? 4.1wait和waitpid
注意：
- wait具有阻塞等待功能，等到有子進程結束才會回收子進程繼續向下執行
- wait可以實現父子進程任務的同步
- waitpid可以非阻塞回收子進程空間
- waitpid可以回收指定子進程空間
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四、進程消亡
（一）孤兒進程：父進程先結束，子進程會成為孤兒進程，被init進程收養
（二）僵尸進程
? ? ? ? 1.是每個進程結束必然經歷的階段
? ? ? ? 2.產生原因：子進程結束后，父進程沒有回收子進程空間，導致進程執行結束，空間依然被占用的狀態
? ? ? ? 3.如何吧面產生僵尸進程？
- ? ? ? ? 父進程先結束，子進程成為孤兒進程，孤兒進程被init收養，子進程在結束，init進程回收進程空間
- 子進程結束，父進程回收子進程空間
五、exec函數族
? ? ? ? 1.exec函數族
- 利用進程空間執行另外一份代碼
- exec常用搭配fork使用，fork負責創建新的子進程，exec負責讓子進程執行自己的代碼
? ? ? ? 2.主函數傳參
? ? ? ? 3.system函數
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